可铁电切换的半量化霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2025-07-08 v1 材料科学
摘要
将铁电性、反亚磁性和拓扑量子传输集成于单一材料中较为罕见，但对于开发下一代量子器件至关重要。本文提出了一个由反亚磁性 MnBiTe 双层和 SbTe 薄膜构成的多铁电异构结构，能够承载可铁电切换的半量化霍尔 (HQH) 效应，其霍尔导电率为 。我们首先表明，在能量稳定的配置中，反亚磁性 MnBiTe 双层通过近距离效应在 SbTe 顶表面带隙中打开能隙，而其底表面带隙保持未闭合；因此，取决于 MnBiTe 的反亚磁配置，SbTe 的半量化霍尔导电率 可为顺时针或逆时针。令人惊讶的是，当对 MnBiTe 双层施加层间滑动时，其关联的电极化方向（由时空反演对称性破坏引起）将被反转，伴随半量化霍尔导电率的反转。该提议的方法为通过铁电性控制反亚磁材料中的拓扑量子传输提供了强大的途径。
引用
@article{arxiv.2507.03985,
title = {Ferroelectrically Switchable Half-Quantized Hall Effect},
author = {M. U. Muzaffar and Kai-Zhi Bai and Wei Qin and Guohua Cao and Bo Fu and Ping Cui and Shun-Qing Shen and Zhenyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03985},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 4 figures