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层状极性半导体中反常霍尔效应的观测

材料科学 2023-12-11 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

磁电材料的进展受制于常见铁磁体与反铁磁体中时间反演对称破缺与极性铁电电子结构之间看似矛盾的要求。近期在非共线磁体与交错磁体中发现的破缺时间反演对称的反常霍尔效应可提供替代路径,但迄今报道的块体材料均非极性。在此,我们报道在掺杂AgCrSe2_2中观测到自发反常霍尔效应,这是一种层状极性半导体,相邻层间Cr自旋呈反铁磁耦合。其反常霍尔电阻率3 μΩ\mu\Omega cm可与迄今在补偿磁系统中观测到的最大值相比拟,且当外加磁场角度自晶轴cc轴旋转至80\sim 80^{\circ}时迅速关闭。我们的离子门控实验表明,通过调控pp型载流子密度可增强反常霍尔电导幅值。我们还给出理论结果,表明反常霍尔效应由Cr自旋间非共线反铁磁关联导致的贝里曲率驱动,这与先前提出的AgCrSe2_2磁有序一致。我们的结果开启了在这类迷人材料中研究磁响应与类铁电响应相互作用的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.03541,
  title  = {Observation of the anomalous Hall effect in a layered polar semiconductor},
  author = {Seo-Jin Kim and Jihang Zhu and Mario M. Piva and Marcus Schmidt and Dorsa Fartab and Andrew P. Mackenzie and Michael Baenitz and Michael Nicklas and Helge Rosner and Ashley M. Cook and Rafael González-Hernández and Libor Šmejkal and Haijing Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03541},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 5 figures