MnBi2Te4 器件中磁化调控的拓扑量子相变
介观与纳米尺度物理
2022-05-20 v1 材料科学
摘要
近来，本征磁性拓扑绝缘体 MnBi2Te4 因在实现量子反常霍尔效应（QAHE）、轴子绝缘态、高陈数及高温陈绝缘态等奇异拓扑量子态方面的巨大成功而引发广泛研究兴趣。该领域的一个关键问题是有效操控这些态并控制拓扑相变。在此，通过系统的角度依赖输运测量，我们揭示了 MnBi2Te4 器件中从陈绝缘体到具有狄拉克表面态能隙的磁性绝缘体的磁化调控拓扑量子相变。具体而言，当磁场偏离面外方向约 40–60 度时，霍尔电阻偏离量子化值，并探测到巨大的各向异性磁电阻。基于修正 Landauer-Buttiker 形式理论的分析表明，场倾斜驱动的从铁磁态到倾斜反铁磁态的切换诱导了 MnBi2Te4 器件中从陈绝缘体到具有狄拉克表面态能隙的磁性绝缘体的拓扑量子相变。我们的工作为调控拓扑量子态与拓扑量子相变提供了高效手段。
引用
@article{arxiv.2107.03224,
title = {Magnetization-tuned topological quantum phase transition in MnBi2Te4 devices},
author = {Jun Ge and Yanzhao Liu and Pinyuan Wang and Zhiming Xu and Jiaheng Li and Hao Li and Zihan Yan and Yang Wu and Yong Xu and Jian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03224},
year = {2022}
}