量子极限Chern磁体TbMn6Sn6的发现
材料科学
2020-07-28 v1 强关联电子
摘要
几何、拓扑与关联之间的量子层面相互作用处于基础物理的前沿。由于不寻常的晶格几何以及时间反演对称性的破缺，kagome磁体被预测可支持本征Chern量子相。然而，承载具有强面外磁化的理想自旋轨道耦合kagome晶格的量子材料一直匮乏。在此，我们利用扫描隧道显微镜发现一种新的拓扑kagome磁体TbMn6Sn6，它接近满足上述判据。我们以原子分辨率可视化了其无缺陷、纯Mn基的铁磁性kagome晶格。值得注意的是，其电子态在施加磁场后呈现出清晰的朗道量子化，且量子化的朗道扇结构具有带大Chern能隙的自旋极化Dirac色散。我们进一步证明了Chern能隙与拓扑边缘态之间的体-边界对应，以及Chern能隙Dirac费米子的Berry曲率场对应。我们的结果表明在TbMn6Sn6中实现了量子极限Chern相，为在具有多种磁结构的RMn6Sn6（R = 稀土元素）族中发现拓扑量子现象开辟了途径。我们对覆盖实空间与动量空间的磁体体-边界-Berry对应的可视化，展示了揭示拓扑磁体的概念验证方法。
引用
@article{arxiv.2006.04881,
title = {Discovery of a quantum limit Chern magnet TbMn6Sn6},
author = {Jia-Xin Yin and Wenlong Ma and Tyler A. Cochran and Xitong Xu and Songtian S. Zhang and Hung-Ju Tien and Nana Shumiya and Guangming Cheng and Kun Jiang and Biao Lian and Zhida Song and Guoqing Chang and Ilya Belopolski and Daniel Multer and Maksim Litskevich and Zijia Cheng and Xian Yang and Bianca Swidler and Huibin Zhou and Hsin Lin and Titus Neupert and Ziqiang Wang and Nan Yao and Tay-Rong Chang and Shuang Jia and M. Zahid Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.04881},
year = {2020}
}
备注
To appear in Nature (2020)