反铁磁体中的巨畴壁反常霍尔效应
强关联电子
2025-07-28 v2
摘要
通常，固体中的无耗散霍尔效应需要时间反演对称性破缺（TRSB），其中由外磁场诱导的 TRSB 导致普通霍尔效应，而由自发磁化引起的 TRSB 产生与净磁化强度成比例的反常霍尔效应（AHE）。因此，在磁化强度趋于零的反铁磁体中预期不会出现 AHE。然而，近期在某些具有非共线自旋结构和非零 Berry 曲率的反铁磁体中观察到了大型 AHE。在此，我们实验上首次报道了层状反铁磁体 EuAl2Si2 中 AHE 的另一种起源，即费米能级附近带有 Weyl 点的畴壁（DW）斜散射。有趣的是，这些 DW 形成了独特的周期性条纹结构，其周期性可由外磁场调控，从 0 T 时的 975 nm 近乎单调地降低至 4 T 时的 232 nm。入射到具有拓扑束缚态的 DW 上的电子经历强烈的不对称散射，导致巨型 AHE，其在 2 K 和 1.2 T 时的 DW 霍尔电导率（DWHC）达到约 1,5100 S cm-1，创下块体系统中的记录，并比本征反常霍尔电导率大两个数量级。这一观察不仅为探索大型反常霍尔效应确立了新范式，也为自旋电子器件提供了潜在应用。
引用
@article{arxiv.2312.07336,
title = {Giant domain wall anomalous Hall effect in an antiferromagnet},
author = {Wei Xia and Bo Bai and Xuejiao Chen and Yichen Yang and Yang Zhang and Jian Yuan and Qiang Li and Kunya Yang and Xiangqi Liu and Yang Shi and Haiyang Ma and Huali Yang and Mingquan He and Lei Li and Chuanying Xi and Li Pi and Xiaodong Lv and Xia Wang and Xuerong Liu and Shiyan Li and Xiaodong Zhou and Jianpeng Liu and Yulin Chen and Jian Shen and Dawei Shen and Zhicheng Zhong and Wenbo Wang and Yanfeng Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.07336},
year = {2025}
}
备注
20 pages Main Text+ SI 33 pages, 5 main figures