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Weyl 反铁磁体 Mn$_3$Sn 薄膜中的室温太赫兹反常霍尔效应

材料科学 2020-03-11 v2

摘要

反铁磁自旋在太赫兹(THz)频率下的运动因快速自旋电子学而备受关注,但其对外部场较小的响应阻碍了器件应用。近来,非共线反铁磁体 Mn3_3Sn(一种 Weyl 半金属候选材料)被报道在室温下展现出与铁磁体相当的大反常霍尔效应(AHE)。这种大响应的动力学特性是未来 THz 数据处理亟需阐明的重要问题。本文通过偏振分辨光谱研究了 Mn3_3Sn 薄膜中的 THz 反常霍尔电导。在 THz 频率下清晰观测到作为偏振旋转的大反常霍尔电导 Re σxy(ω)\sigma_{xy} (\omega) \sim 20 Ω1cm1\rm{\Omega^{-1} cm^{-1}}。相比之下,Im σxy(ω)\sigma_{xy} (\omega) 在数 THz 范围内均较小,表明 AHE 在宽频率范围内保持无耗散。本文还讨论了对应于自旋纹理中对称性破缺/恢复的奇特温度依赖性。室温下 THz AHE 的观测展示了利用 Mn3_3Sn 的反铁磁自旋电子学超快读取,并将为研究 Weyl 反铁磁体中的非平衡动力学开辟新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.12668,
  title  = {Room-Temperature Terahertz Anomalous Hall Effect in Weyl Antiferromagnet Mn$_3$Sn Thin Films},
  author = {Takuya Matsuda and Natsuki Kanda and Tomoya Higo and N. P. Armitage and Satoru Nakatsuji and Ryusuke Matsunaga},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.12668},
  year   = {2020}
}