通过体栅极实现电子掺杂的磁性Weyl半金属Li$_x$Co$_3$Sn$_2$S$_2$
材料科学
2026-04-10 v1
摘要
通过栅极效应（静电电荷存储和电化学插层模式）操纵载流子密度，为调控材料性质提供了强大手段，尽管通常仅限于超薄膜或范德华材料。这里我们展示了在磁性Weyl半金属CoSnS微器件中通过栅极驱动载流子调制的应用，该器件通过聚焦离子束（FIB）从块体单晶制备。我们发现了一种Li插层相LiCoSnS，其电子掺杂超过5×10 cm，导致费米能移动200 meV。载流子密度依赖的反常霍尔电导率与密度泛函理论（DFT）计算相当吻合，该计算还预测插层Li离子在阴离子层内稳定，同时保持kagome晶格完整。这很可能解释了观察到的刚性带行为和恒定的居里温度，与磁性位点替代实验形成对比。我们的发现表明，在FIB器件上进行离子栅极调控拓宽了量子材料中栅极调谐的范围。
引用
@article{arxiv.2312.17547,
title = {Electron-doped magnetic Weyl semimetal LixCo3Sn2S2 by bulk-gating},
author = {Hideki Matsuoka and Yukako Fujishiro and Susumu Minami and Takashi Koretsune and Ryotaro Arita and Yoshinori Tokura and Yoshihiro Iwasa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17547},
year = {2026}
}