压力调控三聚化实现三角反铁磁体 Mn$_3$Sn 中反常霍尔效应的开关
材料科学
2020-12-18 v1
摘要
本文对三角反铁磁(AFM)化合物 MnSn 中压力诱导的反常霍尔效应(AHE)开关进行了详尽的理论与实验研究。我们的理论模型表明，压力驱动面内 Mn 键长显著分裂，即有效的三聚化，进而通过修正体系中的层间交换参数稳定了螺旋 AFM 基态。我们通过实验证明，MnSn 中的 AHE 在常压下为 5 cm，在约 1.5 GPa 外加压力下降至零。此外，压力依赖的磁化研究表明，MnSn 的常规三角 AFM 基态系统性地转变为螺旋 AFM 相，该相的对称性不支持实现有限 AHE 所需的非零 Berry 曲率。压力依赖的 X 射线衍射(XRD)研究排除了结构相变在观测现象中的任何作用。另外，常压下温度依赖的面内晶格参数在体系进入螺旋 AFM 相时偏离单调行为，从而支持了所提出的三聚化在控制 AHE 中的作用。我们认为本研究对理解 MnSn 及相关材料中不同磁基态的稳定机制及其在 AHE 开关方面的潜在应用做出了重要贡献。
引用
@article{arxiv.2011.10476,
title = {Pressure controlled trimerization for switching of anomalous Hall effect in triangular antiferromagnet Mn$_3$Sn},
author = {Charanpreet Singh and Vikram Singh and Gyandeep Pradhan and Velaga Srihari and Himanshu Kumar Poswal and Ramesh Nath and Ashis K. Nandy and Ajaya K. Nayak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10476},
year = {2020}
}