Rashba 自旋分裂诱导的 Dirac 半金属-铁磁半导体异质结构拓扑霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2024-03-28 v1
摘要
我们采用理论与实验相结合的方法，研究当典型的 Dirac 半金属Cd₃As₂与具有垂直磁各向异性的铁磁半导体In₁₋ₓMnₓAs界面形成时，如何在实空间中形成手性自旋纹理。我们的计算表明，由于破缺的反演对称性引起的Rashba自旋轨道耦合，Cd₃As₂层中存在非零的轴向自旋灵敏度。这意味着在Cd₃As₂层中介导的In₁₋ₓMnₓAs层中局部磁矩之间的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，可能在形成实空间手性自旋纹理方面起关键作用。通过低温的电阻力测量，我们观察到横向磁阻的额外贡献，其行为符合由界面手性自旋纹理产生的拓扑霍尔效应。该额外霍尔电压随栅极电压变化，表明这是一个具有潜力的可电场调节平台，用于理解 Dirac 半金属中螺旋动量空间态与铁磁体中手性实空间自旋纹理之间的相互作用。
引用
@article{arxiv.2403.18485,
title = {Rashba spin splitting-induced topological Hall effect in a Dirac semimetal-ferromagnetic semiconductor heterostructure},
author = {Saurav Islam and Emma Steinebronn and Kaijie Yang and Bimal Neupane and Juan Chamorro and Supriya Ghosh and K. Andre Mkhoyan and Tyrel M. McQueen and Yuanxi Wang and Chaoxing Liu and Nitin Samarth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.18485},
year = {2024}
}