拓扑绝缘体中非磁性掺杂诱导的量子反常霍尔效应
材料科学
2020-08-26 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
量子反常霍尔效应(QAHE)已在磁性掺杂拓扑绝缘体中实验观测到。然而,超低温(通常低于 300 mK)主要归因于不均匀的磁性掺杂,成为潜在应用的一大挑战。本文提出一种非磁性掺杂策略,以在拓扑绝缘体中产生铁磁性并实现 QAHE。我们通过数值计算证明,在 BiSe、BiTe 和 SbTe 中,氮或碳取代可诱导磁矩,但只有氮掺杂的 SbTe 表现出长程铁磁性并保持较大的体能带隙。我们进一步表明,其相应的薄膜可在 17-29 开尔文温度下承载 QAHE,比类似系统中的典型温度高两个数量级。我们提出的非磁性掺杂方案可能为拓扑绝缘体中高温 QAHE 的实验实现提供新思路。
引用
@article{arxiv.1907.03704,
title = {Nonmagnetic-Doping Induced Quantum Anomalous Hall Effect in Topological Insulators},
author = {Shifei Qi and Ruiling Gao and Maozhi Chang and Tao Hou and Yulei Han and Zhenhua Qiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.03704},
year = {2020}
}