拓扑绝缘体/铁磁体范德华异质结中的半整数量子化反常霍尔电导
介观与纳米尺度物理
2026-04-14 v1
摘要
拓扑材料中的半整数量子化反常霍尔电导（AHC）是 (2+1) 维量子场论中宇称反常的凝聚态物理实现，也是理论和实验研究的一项重要挑战。实现这一现象的一种可能途径是将二维（2D）铁磁（FM）层与拓扑绝缘体（TI）薄片的一个表面相接，这会破坏原本守恒的时间反演对称性，导致 TI 表面态的类狄拉克能谱打开一个能隙。由此产生的异质结可以支持手性电流，其中只有一个自旋通道参与输运，从而产生半整数量子化霍尔电导（）。在这项工作中，我们使用第一性原理方法和紧束缚模型，研究了三种与正在进行的实验相关的 FI/TI 范德华异质结中的磁化诱导能隙、侧壁态的性质以及霍尔电导。我们还讨论了在现实系统中阻碍实现精确半整数量子化的因素，及其对量子反常霍尔效应和拓扑磁电效应的影响。
引用
@article{arxiv.2604.10746,
title = {Half-quantized anomalous Hall conductance in topological insulator/ferromagnet van der Waals heterostructures},
author = {Shahid Sattar and Roman Stepanov and Alexander Tyner and M. F. Islam and A. H. MacDonald and C. M. Canali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10746},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 5 figures