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用于量子化反常霍尔与磁电效应的高度有序宽禁带材料

材料科学 2018-10-02 v1

摘要

自旋轨道耦合与内禀磁性的相互作用在特定条件下已知会产生量子反常霍尔与拓扑磁电效应。它们的实现可通向低功耗电子学以及诸多基本现象如镜像磁单极子、Majorana 费米子等。遗憾的是,这些效应近期才得以实现,仅能在极低温下观测,且缺乏可提升温度的合适材料是严峻挑战。在此,我们提出一种具有独特性质组合的新材料平台,使其非常适于在较高温度下实现两种效应。计算材料设计的关键要素是由铁磁绝缘体薄膜拓展拓扑绝缘体(TI)表面,该薄膜在结构与成分上均与 TI 兼容。遵循此提议我们给出多种具体体系并讨论其诸多优势,特别是宽禁带且费米能级位于带隙中。

关键词

引用

@article{arxiv.1810.00235,
  title  = {Highly-ordered wide bandgap materials for quantized anomalous Hall and magnetoelectric effects},
  author = {Mikhail M. Otrokov and Tatiana V. Menshchikova and Maia G. Vergniory and Igor P. Rusinov and Alexandra Yu. Vyazovskaya and Yury M. Koroteev and Gustav Bihlmayer and Arthur Ernst and Pedro M. Echenique and Andrés Arnau and Evgueni V. Chulkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.00235},
  year   = {2018}
}

备注

The version of the article accepted for publication including all changes made as a result of the peer review process