零磁场下奇层 MnBi$_2$Te$_4$ 中手性边缘电流的直接观测
介观与纳米尺度物理
2025-05-23 v1
摘要
手性边缘电流是量子反常霍尔（QAH）绝缘体陈数的边界表现。其直接观测被认为需要良好的量子化霍尔电导，迄今尚缺。近期发现的范德瓦耳斯反铁磁体 MnBiTe 在奇层时被理论预言为 QAH，但在零磁场下显示出低于量子化值的霍尔电阻。在此，我们对这些看似失败的 QAH 绝缘体进行扫描超导量子干涉器件（sSQUID）显微成像以观测其电流分布。当门控至电荷中性点，我们的器件展现出边缘电流，该电流在奇层边界上与真空及偶层均单向流动。此种边缘电流的手性随体磁化反转。令人惊讶的是，我们发现即便体化学势位于能隙中，边缘通道仍与有限体传导共存，表明其在显著边缘-体散射下的鲁棒性。我们的结果确立了拓扑反铁磁体中手性边缘电流的存在，并为识别 QAH 态提供了替代方案。
引用
@article{arxiv.2307.10150,
title = {Direct observation of chiral edge current at zero magnetic field in odd-layer MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Jinjiang Zhu and Yang Feng and Xiaodong Zhou and Yongchao Wang and Zichen Lian and Weiyan Lin and Qiushi He and Yishi Lin and Youfang Wang and Hongxu Yao and Hao Li and Yang Wu and Jing Wang and Jian Shen and Jinsong Zhang and Yayu Wang and Yihua Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.10150},
year = {2025}
}