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手性反铁磁体Mn3Ge中的巨异常霍尔效应

强关联电子 2016-07-05 v3 材料科学

摘要

外场对反铁磁性的控制是基础科学和技术应用的一个重要课题。作为检测磁态的一种有用宏观响应,异常霍尔效应(AHE)在铁磁体中为人所知,但直到最近在Mn3Sn中发现之前从未在反铁磁体中观察到。这里我们报告了在相关反铁磁体中AHE的另一个例子,即在六方手性反铁磁体Mn3Ge中。我们的单晶研究表明,Mn3Ge在室温下表现出巨异常霍尔电导 σxz|\sigma_{xz}| ~ 60 per ohm per cm,在5 K零场下约为380 per ohm per cm,达到陈数为1的量子霍尔效应每原子层期望值的近一半。我们对各向异性霍尔电导的详细分析表明,与面内场分量 σxz|\sigma_{xz}|σzy|\sigma_{zy}|(非常大且大小几乎相当)相比,沿c轴场获得的 σyx|\sigma_{yx}| 要小得多。异常霍尔效应在小于0.1 T的小磁场旋转下显示符号反转。AHE对磁场的软响应应可用于应用,例如开发基于反铁磁体的开关和存储器件。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.04619,
  title  = {Giant Anomalous Hall Effect in the Chiral Antiferromagnet Mn3Ge},
  author = {Naoki Kiyohara and Takahiro Tomita and Satoru Nakatsuji},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04619},
  year   = {2016}
}