拓扑磁体MnBi2Te4薄膜中依赖奇偶层数的反常霍尔效应
材料科学
2023-02-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
凝聚态物理的一个核心主题是通过将磁性引入拓扑材料来创造并理解奇异物态，其中一个典型例子是量子反常霍尔(QAH)态。近来，MnBi2Te4被证实为一种本征磁性拓扑绝缘体，并在机械剥离的MnBi2Te4薄片中观测到了QAH效应。在此，我们利用分子束外延(MBE)生长厚度低至1个七层(SL)的MnBi2Te4薄膜，并进行了依赖厚度的输运测量。我们在厚度大于2 SL的薄膜的反铁磁态中观测到非方形的滞回回线。该滞回回线可分解为两个反常霍尔(AH)分量。通过细致分析，我们证明具有较大矫顽场的AH分量来自主导的MnBi2Te4相，而具有较小矫顽场的另一AH分量来自样品中少量的Mn掺杂Bi2Te3相。所提取的MnBi2Te4相的AH分量呈现出清晰的奇偶层数依赖行为，这是反铁磁薄膜的特征。我们的研究揭示了如何优化MBE生长条件以改善MnBi2Te4薄膜质量，而其中预言存在QAH及其他奇异态。
引用
@article{arxiv.2106.13772,
title = {Even-Odd Layer-Dependent Anomalous Hall Effect in Topological Magnet MnBi2Te4 Thin Films},
author = {Yi-Fan Zhao and Ling-Jie Zhou and Fei Wang and Guang Wang and Tiancheng Song and Dmitry Ovchinnikov and Hemian Yi and Ruobing Mei and Ke Wang and Moses H. W. Chan and Chao-Xing Liu and Xiaodong Xu and Cui-Zu Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13772},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 4 figures, comments are welcome