反铁磁拓扑绝缘体 $\mathrm{MnBi_2Te_4}$ 中的自旋散射与非共线自旋结构诱导的本征反常霍尔效应
材料科学
2019-08-28 v1
摘要
近来被确立为本征反铁磁（AFM）拓扑绝缘体，并有望成为实现量子反常霍尔（QAH）绝缘体与轴子绝缘体态的理想平台。我们对该材料的结构、非平庸表面态与磁输运性质进行了综合研究。我们的结果揭示了当磁场平行于 轴时，由非共线自旋结构引起的本征反常霍尔效应。我们还在尼尔温度（T）以下和以上的任意磁场取向中观察到显著的负磁阻，为反铁磁与顺磁态中强自旋涨落驱动的自旋散射提供了清晰证据。此外，我们发现非平庸表面态即使在远高于 T = 25K 的温度下也打开了一个大能隙（约 85 meV）。这些发现表明 的体能带结构与磁结构强耦合，并且可在倾斜反铁磁态中在动量空间产生净 Berry 曲率。另外，我们的结果暗示表面态中的能隙打开是内禀的，可能由表面层附近的强自旋涨落引起。
引用
@article{arxiv.1812.00339,
title = {Spin scattering and noncollinear spin structure-induced intrinsic anomalous Hall effect in antiferromagnetic topological insulator $\mathrm{MnBi_2Te_4}$},
author = {Seng Huat Lee and Yanglin Zhu and Yu Wang and Leixin Miao and Timothy Pillsbury and Susan Kempinger and David Graf and Nasim Alem and Cui-Zu Chang and Nitin Samarth and Zhiqiang Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.00339},
year = {2019}
}
备注
27 Pages, 8 figures