准二维层状反铁磁体 Co$_{1/3}$NbS$_2$ 中的巨反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2020-04-24 v2
摘要
在块体金属反铁磁体（AFMs）中发现反常霍尔效应（AHE），推动了在二维（2D）系统中寻找同一现象的研究，原则上在二维系统中可以观察到量子化的反常霍尔电导。本文展示了基于 CoNbS 的微加工器件的实验，这是一种层状反铁磁体，最近被发现其块体晶体在奈尔温度 T = 29 K 以下表现出 AHE。输运测量揭示了显著的电阻率各向异性，表明随着温度降低，各原子层之间的电子耦合被日益抑制。实验还显示出约 400 S/cm 的极大反常霍尔电导率，比块体中的值大一个数量级以上，这证明了在受晶体缺陷影响较小的剥离小晶体中研究 AHE 的重要性。有趣的是，相应的反常霍尔电导在按贡献原子面数归一化后，每层约为 ，接近量子化反常霍尔效应所预期的值。观察到的强输运各向异性和每层极大的反常霍尔电导，使得 CoNbS 的性质与源自反铁磁态磁超结构的、部分填充的拓扑非平庸二维能带的存在相容。因此，分离出该材料的原子级薄层并调控其电荷密度，可能为揭示二维反铁磁体中量子化 AHE 的出现提供一条可行途径。
引用
@article{arxiv.2004.08896,
title = {Giant anomalous Hall effect in quasi-two-dimensional layered antiferromagnet Co$_{1/3}$NbS$_2$},
author = {Giulia Tenasini and Edoardo Martino and Nicolas Ubrig and Nirmal J. Ghimire and Helmuth Berger and Oksana Zaharko and Fengcheng Wu and J. F. Mitchell and Ivar Martin and László Forró and Alberto F. Morpurgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08896},
year = {2020}
}