介层交换耦合诱导的量子异常霍尔绝缘体中的临界金属-绝缘体相转变
介观与纳米尺度物理
2025-09-09 v3 材料科学
摘要
介层交换耦合（IEC）位于由非磁性 spacer 层夹层的两个磁性层之间，对此类异结构的磁性属性起关键作用。量子异常霍尔（QAH）效应已在由两个磁性掺杂拓扑绝缘体（TI）层与未掺杂TI层构成的结构中实现。本文中，我们采用分子束层析合成一系列由不同中间TI spacer 层厚度构成的磁性TI sandwich 结构。观察到所有样品中均实现良好量化的QAH效应，且IEC调制了位于上、下磁性TI层之间的其临界行为。在平坞相转变（PPT）附近，较薄的QAH样品表现出近似温度无关的纵向电阻的二维临界金属行为，而较厚的QAH样品则表现为在较高温度下表现为三维绝缘体，纵向电阻降低。我们采用包含随机磁域的磁性TI哈密顏来理解IEC诱导的临界金属-绝缘体转变。
引用
@article{arxiv.2404.02430,
title = {Interlayer Exchange Coupling-Induced Critical-Metal-to-Insulator Phase Transition in Quantum Anomalous Hall Insulators},
author = {Ruoxi Zhang and Yi-Fan Zhao and Ling-Jie Zhou and Deyi Zhuo and Zi-Jie Yan and Chao-Xing Liu and Moses H. W. Chan and Chui-Zhen Chen and Cui-Zu Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.02430},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 4 figures, comments are very much welcome