磁性 proximity 耦合到拓扑绝缘体的近期进展

在三维拓扑绝缘体中诱导长程磁序可使类狄拉克金属表面态打开能隙，从而导致如量子反常霍尔效应或轴子绝缘体态等新奇相。这些磁性拓扑相可承载稳健、无耗散的电荷与自旋电流或独特的磁电行为，可用于低能耗电子学与自旋电子学应用。尽管已成功实现若干不同策略来达成这些态，但迄今这些现象仍局限于几开尔文以下的温度。在本综述中，我们聚焦于一种策略，即通过磁性材料的 proximity 在拓扑绝缘体中诱导磁序，其具备室温运作的能力，从而释放磁性拓扑相的应用潜力。我们讨论了该策略的独特优势、促进磁 proximity 效应的重要物理机制，以及近期在实现、理解并利用拓扑绝缘体中 proximity 耦合磁序方面的进展。我们还强调了由磁性及拓扑材料的 proximity 耦合所催生的若干新兴现象与应用，如 skyrmion 与拓扑霍尔效应，并以对该领域剩余挑战与机遇的展望作结。