带隙边处自旋分裂平带与量子哈尔效应中的二维空穴气体：来自altermagnetic CoF$_2$的研究

altermagnetic 相最近发现作为除传统齐列自旋有序之外的新型磁相，人们正努力探索此类材料中 novel 效应和潜在应用。本文通过第一性原理研究表明，在钛酸 CoF$_2$ 中存在靠近价带边的鲁棒性altermagnetic自旋分裂平带。我们发现，由于晶磁能和自旋轨道耦合，磁矩可保持在 z 轴方向，而通过在 xy 平面上施加磁场可使自旋取向更加稳定。我们构建了描述费米能级附近（包括平带）的自旋分辨低能有效模型，揭示其中可承载自旋依赖的二维空穴气体。重要的是，我们在施加xy平面磁场后，在二维空穴气体中发现了自旋依赖的量子哈尔效应，并探讨了哈尔电导率和哈尔电阻随费米能级和磁场（包括大小和方向）以及相关纵向载流子传输性质的依赖关系。