MnBi2Te4 中的奇偶层数效应与层数依赖的磁相图
材料科学
2021-01-13 v1
摘要
具有非平凡拓扑性质与磁序的本征磁性层状拓扑绝缘体 MnBi2Te4 已成为探索量子反常 Hall 效应等奇异量子现象的有前景体系。然而，MnBi2Te4 的层数依赖磁性——这对进一步探索该体系中的量子现象至关重要且为基础问题——仍不清楚。在此，我们利用极向反射磁圆二色光谱结合理论计算，深入理解 MnBi2Te4 中的层数依赖磁性质。MnBi2Te4 的磁行为表现出明显的奇偶层数效应，即关于 Zeeman 能量与磁各向异性能量的矫顽力（在 {\mu}0Hc 处）与自旋翻转转变（在 {\mu}0H1 处）的滞回振荡。在偶数个七层原子层中，观察到反常磁滞回线，这归因于与厚度无关的表面相关磁化。通过线性链模型，我们能够阐明自旋翻转场的奇偶效应，并确定外磁场下磁态的演化。平均场方法也使我们能够将实验观察到的磁相图追溯到磁场、层数，尤其是温度。总体而言，通过利用这种不寻常的层数依赖磁性质，我们的工作为进一步研究 MnBi2Te4 的量子性质铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2006.07216,
title = {Odd-even layer-number effect and layer-dependent magnetic phase diagrams in MnBi2Te4},
author = {Shiqi Yang and Xiaolong Xu and Yaozheng Zhu and Ruirui Niu and Chunqiang Xu and Yuxuan Peng and Xing Cheng and Xionghui Jia and Xiaofeng Xu and Jianming Lu and Yu Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07216},
year = {2021}
}
备注
46 pages, 16 figures