三维拓扑绝缘体/薄膜铁磁金属双层结构中的量子反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2021-06-30 v1
摘要
我们从理论上表明，三维（3D）拓扑绝缘体（TI）/薄膜铁磁金属（FMM）双层结构可能成为具有宽全局带隙的量子反常霍尔（QAH）绝缘体。通过研究能带结构与本征态的权重分布，我们证明在3DTI上附着金属薄膜可由于原狄拉克点附近能带的杂化而将拓扑非平庸态移入金属层。通过在薄膜层中引入磁交换相互作用，我们计算了该双层结构的反常霍尔电导与磁各向异性，提出其可实现比通常材料（如磁掺杂3DTI薄膜及3DTI/铁磁绝缘体异质结构）更宽带隙的QAH效应。我们的结果表明，3DTI/薄膜FMM双层结构甚至可能在室温下实现QAH效应，这将为其他奇异拓扑量子现象的实验实现铺平道路。
引用
@article{arxiv.2104.04423,
title = {Quantum Anomalous Hall Effect in Three-dimensional Topological Insulator/Thin-film Ferromagnetic Metal Bilayer Structure},
author = {Katsuhiro Arimoto and Takashi Koretsune and Kentaro Nomura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.04423},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 5 figures