Fe掺杂单层WSe2中的涌现拓扑霍尔效应
原子物理
2025-03-17 v3
摘要
拓扑霍尔效应（THE）因其为电子与拓扑自旋织构之间的相互作用提供了重要探针而备受关注。THE被认为是斯格明子拓扑自旋织构的实验特征。虽然THE已在手性磁体、氧化物异质结构以及铁磁体/重金属和铁磁体/拓扑绝缘体等混合系统中被广泛报道，但对单层结构的研究尚属缺乏，这阻碍了在原子级薄尺度上对非共线自旋织构的理解。在此，我们通过在Pt霍尔棒上使用化学气相沉积法合成的Fe掺杂单层WSe2（Fe:WSe2）的邻近耦合，展示了可辨识的THE。我们采用多种表征方法证明，Fe原子替代性地取代了W原子，在室温下形成了一种二维（2D）范德瓦尔斯（vdW）稀磁半导体（DMS）。与内禀反常霍尔效应不同，我们发现Fe:WSe2的横向霍尔电阻率在温度依赖测量中显示出两个额外的谷/峰特征，这与THE的贡献一致。该拓扑霍尔效应归因于在Fe:WSe2与Pt界面处由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用产生的磁性斯格明子。我们的工作表明，由二维vdW过渡金属硫族化合物合成的DMS在实现磁性斯格明子和自旋电子学应用方面具有广阔前景。
引用
@article{arxiv.2409.11222,
title = {Emergent Topological Hall Effect in Fe-doped Monolayer WSe2},
author = {Mengqi Fang and Siwei Chen and Chunli Tang and Zitao Tang and Min-Yeong Choi and Jae Hyuck Jang and Hee-Suk Chung and Maya Narayanan Nair and Wencan Jin and Eui-Hyeok Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11222},
year = {2025}
}