交换偏置量子反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2022-05-10 v1 材料科学
摘要
量子反常霍尔（QAH）效应的特征是在零磁场下具有无耗散手性边缘态和量子化霍尔电阻。操控 QAH 态对于理解拓扑量子物理和实现无耗散电子学都至关重要。在此，我们在生长于未补偿反铁磁绝缘体铝掺杂 Cr2O3 上的磁性拓扑绝缘体铬掺杂 (Bi,Sb)2Te3（CBST）中实现了 QAH 效应。通过极化中子反射（PNR），我们发现 CBST 与 Al-Cr2O3 表面自旋之间存在强交换耦合，将界面磁矩固定为垂直于膜面。该界面耦合导致了交换偏置的 QAH 效应。我们进一步证明，可利用场训练过程设定 Al-Cr2O3 层的磁化强度，从而有效控制交换偏置的大小和符号。我们的工作展示了利用交换偏置效应有效操控 QAH 态，为基于 QAH 的自旋电子学开辟了新可能。
引用
@article{arxiv.2205.03596,
title = {Exchange-biased quantum anomalous Hall effect},
author = {Peng Zhang and Purnima P. Balakrishnan and Christopher Eckberg and Peng Deng and Tomohiro Nozaki and Sukong Chong and Patrick Quarterman and Megan E. Holtz and Brian B. Maranville and Lei Pan and Eve Emmanouilidou and Ni Ni and Masashi Sahashi and Alexander Grutter and Kang L. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03596},
year = {2022}
}