原子级薄陈绝缘体MnBi2Te4中交织的拓扑与磁序
介观与纳米尺度物理
2021-04-07 v1 材料科学
摘要
能带拓扑与磁序之间的相互作用在物质的量子态中起着关键作用。范德瓦耳斯磁体MnBi2Te4最近成为探索陈绝缘体物理的一个令人兴奋的平台。其层状反铁磁序被预测可实现偶数-奇数层数依赖的拓扑态，并得到了有前景的边缘输运测量的支持。此外，当所有自旋被外加磁场对齐时，它成为陈绝缘体。然而，体电子结构随磁态连续调控的演化及其对层数的依赖仍未被探索。在此，采用多模态探测，我们在原子级薄MnBi2Te4器件中建立了体电子结构、磁态、拓扑序与层厚之间的一一对应关系。当磁态经过倾斜磁相调控时，我们观察到能带交叉，即体带隙的闭合与重开，对应于同时发生的拓扑相变。令人惊讶的是，我们发现偶数和奇数层器件表现出与磁态耦合的相似拓扑相变，不同于近期的理论和实验报道。我们的发现为这一新发现的拓扑磁体中能带拓扑与磁序的相互作用提供了新见解，并在连续调控的拓扑相变中通过拓扑不变量的同步测量验证了能带交叉。
引用
@article{arxiv.2011.00555,
title = {Intertwined Topological and Magnetic Orders in Atomically Thin Chern Insulator MnBi2Te4},
author = {Dmitry Ovchinnikov and Xiong Huang and Zhong Lin and Zaiyao Fei and Jiaqi Cai and Tiancheng Song and Minhao He and Qianni Jiang and Chong Wang and Hao Li and Yayu Wang and Yang Wu and Di Xiao and Jiun-Haw Chu and Jiaqiang Yan and Cui-Zu Chang and Yong-Tao Cui and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00555},
year = {2021}
}