磁性拓扑绝缘体 MnBi2Te4 薄膜中反常霍尔效应的表面驱动演化
材料科学
2022-05-24 v1
摘要
理解界面修饰对磁性拓扑绝缘体薄膜功能性质的影响，对于从自旋电子学到量子计算开发新技术应用至关重要。在此，我们报道通过控制表面氧化的蔓延，在本征磁性拓扑绝缘体 MnBi2Te4 中诱导出大的电子与磁响应。我们表明表面氧化层的形成局限于顶部 1-2 个原胞(unit cells)但驱动了整体磁响应的巨大变化。具体而言，我们观察到由有限厚度磁性驱动的反常霍尔效应符号的剧烈反转，这表明薄膜分裂为具有独特电子特征的不同磁层。这些数据揭示了 MnBi2Te4 整体磁与电子响应对顶层化学计量(stoichiometry)的精细依赖。我们的研究表明，表面氧化引起的扰动可能在该系统中量子反常霍尔效应的稳定化中扮演非平凡角色，且理解对表面的定向修饰可能为在该迷人材料中设计新颖拓扑与磁响应开辟新途径。
引用
@article{arxiv.2205.10991,
title = {Surface-Driven Evolution of the Anomalous Hall Effect in Magnetic Topological Insulator MnBi2Te4 Thin Films},
author = {Alessandro R. Mazza and Jason Lapano and Harry M. Meyer and Christopher T. Nelson and Tyler Smith and Yun-Yi Pai and Kyle Noordhoek and Benjamin J. Lawrie and Timothy R. Charlton and Robert G. Moore and T. Zac Ward and Mao-Hua Du and Gyula Eres and Matthew Brahlek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10991},
year = {2022}
}
备注
Accepted in Advanced Functional Materials