加压MnBi2Te4单晶中反铁磁金属态的抑制
强关联电子
2019-09-11 v1
摘要
MnBi2Te4作为首个本征反铁磁(AF)拓扑绝缘体，近来引发了极大的研究兴趣。它在TN = 24 K时发生长程AF有序，并伴随金属电阻率的尖峰状异常。本文中，我们利用立方砧装置研究了静水压高达12.5 GPa对其电输运性质的影响。我们发现，由电阻率异常确定的TN随压力先略有升高，随后下降直至在约7 GPa时完全消失。有趣的是，其电阻率rho(T)随压力逐渐增强，并随着AF有序被抑制而从金属性演变为激活行为。由霍尔电阻率测量，我们确认n型载流子主导输运性质，且载流子密度被压力提高。此外，在0 GPa时自旋倾斜跃迁到倾斜AF态的临界磁场Hc1 ~3.3 T被发现分别在1和3 GPa时增大到约5 T和7.5 T。高压XRD证实直至12.8 GPa无结构相变。基于霍尔电阻率结果和第一性原理计算，我们提出层内直接AF相互作用被压力增强，且AF与FM相互作用之间的竞争不仅阻止了长程磁有序，还通过增强高压下的磁涨落促进了电荷载流子局域化。
引用
@article{arxiv.1907.01760,
title = {Suppression of the antiferromagnetic metallic state in the pressurized MnBi2Te4 single crystal},
author = {K. Y. Chen and B. S. Wang and J. -Q. Yan and D. S. Parker and J. -S. Zhou and Y. Uwatoko and J. -G. Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01760},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 4 figures