铁磁钙钛矿氧化物薄膜中二维对称性保护节点结构诱导的符号可调反常霍尔效应
强关联电子
2021-10-06 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
磁性及自旋轨道耦合（SOC）是巡游铁磁体中新奇拓扑输运现象的两个基本要素。当自旋极化能带支撑可被SOC解除简并的节点点/线时，节点结构便成为贝里曲率的来源；这导致大的反常霍尔效应（AHE）。与天然承载节点点/线的三维系统不同，二维（2D）系统仅在存在适当晶体对称性时才可拥有稳定节点结构。本文表明，钙钛矿氧化物的二维自旋极化能带结构普遍支撑对称性保护的节点线与节点点，它们支配着AHE的符号与大小。为证明这一点，我们对代表性含SOC的金属铁磁体SrRuO超薄膜进行了角分辨光电子能谱研究。我们表明，随薄膜厚度、磁化强度和化学势变化而变号的反常霍尔效应可由理论模型很好地解释。我们的研究首次直接表征了二维自旋极化能带的拓扑能带结构及相应的AHE，这有望促进基于铁磁超薄膜的新型可切换器件的发展。
引用
@article{arxiv.1912.04757,
title = {Sign-tunable anomalous Hall effect induced by two-dimensional symmetry-protected nodal structures in ferromagnetic perovskite oxide thin films},
author = {Byungmin Sohn and Eunwoo Lee and Se Young Park and Wonshik Kyung and Jinwoong Hwang and Jonathan D. Denlinger and Minsoo Kim and Donghan Kim and Bongju Kim and Hanyoung Ryu and Soonsang Huh and Ji Seop Oh and Jong Keun Jung and Dongjin Oh and Younsik Kim and Moonsup Han and Tae Won Noh and Bohm-Jung Yang and Changyoung Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04757},
year = {2021}
}