Kagome Weyl 半导体Co3Sn2S2中的固有量子簇
材料科学
2025-09-16 v1
摘要
杂质和固有点缺陷对自旋、电荷和拓扑自由度具有深远影响，是调控量子态关键参数。具有强自旋轨道耦合、固有铁磁性和相关电子Kagome 晶格的磁性Weyl 半导体Co3Sn2S2，为研究杂质激发态提供了引人注目的平台。然而，固有杂质在塑造其量子态中所起作用尚不清晰。本文通过扫描 tunneling 显微镜/光谱和非接触原子力显微镜，结合扫描电子显微镜/电子能量损失光谱，揭示了Co3Sn2S2表面的固有量子簇——局部化的固有点缺陷，作为可调量子扰动，能够重塑电子态和序参量。这些簇被识别为主导双面终端固有缺陷景观的本源氧化物缺陷。在Sn终端面上，氧杂质占据三个Sn原子之间的空洞位点，调节费米能级附近的平坡带，在外加磁场下表现出由轨道磁性引起的非常规泡克效应。在S终端面上，氧内嵌原子略偏离S晶格中心，产生占据的杂质态，较高能量时保持六向对称性，但在较低能量时简化为C2对称性。相比之下，这些杂质态无可测量的磁响应。我们的发现表明，固有氧相关的量子簇在拓扑Kagome 磁体中作为可调的局部扰动发挥作用，为探索和工程化相关和拓扑系统中的杂质驱动现象提供了 versatile平台。
引用
@article{arxiv.2509.11230,
title = {Intrinsic Quantum Clusters in Kagome Weyl Semimetal Co3Sn2S2},
author = {Yuqing Xing and Hui Chen and Li Huang and Roger Guzman and Qi Zheng and Senhao Lv and Jinan Shi and Haitao Yang and Wu Zhou and Hong-Jun Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11230},
year = {2025}
}