层状磁性与极化狄拉克金属的高场研究

近来，狄拉克/外尔费米子与磁性等各种体性质之间的相互作用引起了相当关注，因为发现了非常规输运与光学现象。然而，此类材料的设计原则尚未很好确立。在此，我们提出层状材料 $A$Mn$X_2$（$A$：碱金属与稀土离子，$X$：Sb、Bi）是一个用于系统探索强关联狄拉克金属的有前景平台，它由承载二维狄拉克费米子的 $X^-$ 方网层与 $A^{2+}$-Mn$^{2+}$-$X^{3-}$ 磁性块层交替堆叠而成。在本文中，我们将回顾该系列材料近期的高场研究，以证明通过设计块层可实现多种类型的狄拉克费米子。首先，我们概述 EuMnBi$_2$（$A$=Eu）中与磁序耦合的狄拉克费米子。该材料通过 Eu 层磁序的场致变化展现出大磁阻，这与狄拉克费米子和局域 Eu 磁矩之间的强交换相互作用相关。其次，我们回顾 BaMn$X_2$（$A$=Ba）中与晶格极化耦合的狄拉克费米子。在那里，由于齐曼型自旋轨道相互作用，自旋-谷耦合得以显现，这由高场下观测到的体量子霍尔效应实验证实。