铁掺杂(Bi,Sb)$_2$Se$_3$异质结构中的磁场诱导拓扑相变
材料科学
2020-04-29 v1 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
三维拓扑绝缘体(3D-TIs)具有特定的电子能带拓扑序,通过体-边对应产生无隙表面态。在铁磁性拓扑绝缘体中已实现多种奇异现象,例如具有手性边缘传导和量子化霍尔电阻 的量子反常霍尔(QAH)效应。在此,我们报道在顺磁性铁掺杂(Bi,Sb)Se异质结构中,随结构构型、掺杂以及磁场和电场的改变而出现的不同拓扑相。从3D-TI出发,在层厚低于临界值时出现二维绝缘体,当铁浓度足够大以致磁无序引起局域化时,该二维绝缘体转变为安德森绝缘体。施加磁场后,由于巨塞曼分裂和磁无序减少导致交换能隙形成,发生从安德森绝缘体到QAH态的拓扑转变。(Bi,Sb)Se的拓扑相图可用于探索拓扑保护、磁无序与交换分裂之间的复杂相互作用。
引用
@article{arxiv.2002.09292,
title = {Magnetic-field-induced topological phase transition in Fe-doped (Bi,Sb)$_2$Se$_3$ heterostructures},
author = {Y. Satake and J. Shiogai and G. P. Mazur and S. Kimura and S. Awaji and K. Fujiwara and T. Nojima and K. Nomura and S. Souma and T. Sato and T. Dietl and A. Tsukazaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09292},
year = {2020}
}
备注
31 pages, 4 figures and supplementary 30 pages, 11 figures