MnBi2Te4薄膜中由层数奇偶性决定的本征异常霍尔效应
材料科学
2026-03-13 v1
摘要
我们通过分子束沉积精确控制MnBi2Te4薄膜的磁性，实现最小缺陷和准确的层厚度控制。通过优化Mn-Bi-Te比例和生长温度，我们最小化有害自掺杂效应，准确 targeting 整数层薄膜。X射线衍射和反射率提供薄膜质量和层厚度的定量测度。当这些宏观结构和层厚度探针与磁传输测量结合时，揭示了异常霍尔效应呈现奇偶层数依赖性。奇层薄膜表现出最高可达Néel温度（~25K）的大幅抗磁滞回线，符合非补偿抗磁性；而偶层薄膜显示最小响应，正如抗磁性预期的那样。异常霍尔效应的符号在本征磁性与由缺陷引起的磁性之间发生符号反转。这项工作确定了诱导纯非补偿铁磁性的关键因素，并揭示了MnBi2Te4中本征异常霍尔效应的特性，为实现拓扑材料中的零场量子异常霍尔效应迈出了关键一步。
引用
@article{arxiv.2603.11305,
title = {Intrinsic Even-Odd Thickness-Driven Anomalous Hall in Epitaxial MnBi2Te4 Thin Films},
author = {Debarghya Mallick and Simon Kim and An-Hsi Chen and Gabriel A. Vázquez-Lizardi and Alessandro R. Mazza and T. Zac Ward and Gyula Eres and Yue Cao and Debangshu Mukherjee and Hu Miao and Liang Wu and Christopher Nelson and Danielle Reifsnyder Hickey and Robert G. Moore and Matthew Brahlek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11305},
year = {2026}
}
备注
Accepted in Physical Review Materials