强无序下拓扑材料的自旋记忆
材料科学
2020-09-22 v1 无序系统与神经网络
介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
对无序的鲁棒性——任何拓扑态的决定性属性——大多在低无序平移不变材料体系中得到检验，其中起保护作用的底层对称性（如时间反演）得以保持。然而，拓扑保护的终极无序极限仍未知，一些理论预测即便在非晶态也可能重新出现量子化电导。本文报道了在无外源磁性掺杂的拓扑材料 Sb2Te3 结构无序薄膜中直接探测到的鲁棒自旋响应，我们将其从强（非晶）无序态可控调控至弱（晶态）无序态。磁信号出现于惊人高温（约 200 K），并最终在晶态内消失。我们证明，在强无序态下，无序诱导的自旋关联主导电荷输运——它们催生由局域自旋控制的非平衡电荷流所产生的自旋记忆现象。在广域自旋记忆相空间中，负磁电阻（MR）是各向同性的。在晶态内，其转变为对应于弱反局域化（WAL）量子干涉效应的正 MR，具有拓扑态特征的二维标度。我们的发现表明，这些非平衡电流为拓扑态设定了无序阈值；它们为可调自旋依赖电荷输运铺平道路，并指向通过拓扑材料的无序工程进行自旋控制的新可能。
引用
@article{arxiv.1911.00070,
title = {Spin memory of the topological material under strong disorder},
author = {Inna Korzhovska and Haiming Deng and Lukas Zhao and Zhiyi Chen and Marcin Konczykowski and Shihua Zhao and Simone Raoux and Lia Krusin-Elbaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.00070},
year = {2020}
}