三维拓扑绝缘体中的磁有序——一厢情愿还是涌现量子效应的门户？
介观与纳米尺度物理
2021-05-04 v1
摘要
三维拓扑绝缘体（TI）是一台精确调谐的量子力学机器，其中反向传播且自旋极化相反的导电通道在材料表面相互平衡。这一拓扑表面态跨越 TI 的带隙，并存在于拓扑材料与平凡材料（如真空）的界面处。尽管其平衡完美，却对任何实际应用都相当无用。相反，需要打破时间反演对称性（TRS）并出现交换能隙，才能解锁隐藏的量子态。量子反常霍尔效应首先在 Cr 掺杂的 (Sb,Bi)Te 中被观测到，就是此类态的一个例子：在零磁场下形成两条边缘通道，跨越磁交换能隙。TRS 的破缺可通过用过渡金属或稀土离子对 TI 进行磁性掺杂、调制掺杂以保持电子活性通道无杂质，或在异质结构或超晶格中通过与磁有序层或衬底的近邻耦合来实现。我们回顾了这些方法在著名的三维 TI (Sb,Bi)(Se,Te) 体系中所面临的挑战，并试图回答这些材料能否不负围绕它们的炒作这一问题。
引用
@article{arxiv.2105.00486,
title = {Magnetic Order in 3D Topological Insulators -- Wishful Thinking or Gateway to Emergent Quantum Effects?},
author = {A. I. Figueroa and T. Hesjedal and N. -J. Steinke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.00486},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 3 figures, published in Applied Physics Letters