量子反常霍尔绝缘体中零霍尔平台的观测
材料科学
2015-09-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
磁性拓扑绝缘体 (TI) 中的量子反常霍尔 (QAH) 效应是一种新颖的输运现象，其中霍尔电阻在无外磁场的情况下达到量子平台。最近，这种奇异效应在具有自发铁磁 (FM) 序的 Bi2Te3 族 TI 超薄薄膜中被实验发现。关于 QAH 态的一个重要问题是：它仅仅是零磁场下的量子霍尔 (QH) 效应版本，还是存在超越传统范式的新物理？在此，我们报告了由磁化反转引起的 QAH 绝缘体两个相反霍尔平台之间量子相变的实验研究。我们在矫顽力附近的一个磁场范围内观察到一个定义明确的零霍尔电导平台，这与最近的理论预测一致。零霍尔平台的特征显示与 QAH 效应密切相关，但其温度演化表现出与传统 QH 平台跃迁网络模型的定量差异。我们提出，位于磁畴边界的手性边缘态（这是 QAH 绝缘体所独有的）是产生零霍尔平台的原因。丰富的磁畴动力学使得 QAH 效应成为一类独特的量子现象，可能在自旋电子学中找到新颖的应用。
引用
@article{arxiv.1503.04569,
title = {Observation of the zero Hall plateau in a quantum anomalous Hall insulator},
author = {Yang Feng and Xiao Feng and Yunbo Ou and Jing Wang and Chang Liu and Liguo Zhang and Dongyang Zhao and Gaoyuan Jiang and Shou-Cheng Zhang and Ke He and Xucun Ma and Qi-Kun Xue and Yayu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.04569},
year = {2015}
}
备注
4 figures, supplementary information included