拓扑绝缘体半磁双层中稳定的量子霍尔态
介观与纳米尺度物理
2019-06-26 v1 材料科学
摘要
通过引入自发磁化或施加磁场来打破三维拓扑绝缘体中的时间反演对称性，当化学势位于带隙内时，表面态会变得有带隙，从而导致量子反常霍尔效应或量子霍尔效应。通过采用具有非简并顶面和底面表面态的磁性拓扑绝缘体异质结构，可以进一步打破反演对称性。在此，我们展示了为实现双层系统中稳健量子霍尔态而采用的定制材料方法，其中分别来自磁性和非磁性层的反常与寻常霍尔响应的协同或抵消组合得到了例证。填充因子为0和+1时量子霍尔态的出现，可以通过两个独立表面态的能带图关系来理解。磁性拓扑绝缘体的可设计异质结构可能为有趣的拓扑输运和功能性开辟新的领域。
引用
@article{arxiv.1507.05001,
title = {Quantum Hall States Stabilized in Semi-magnetic Bilayers of Topological Insulators},
author = {R. Yoshimi and K. Yasuda and A. Tsukazaki and K. S. Takahashi and N. Nagaosa and M. Kawasaki and Y. Tokura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.05001},
year = {2019}
}