定制磁性拓扑绝缘体的三色结构以实现稳健的轴子绝缘体
介观与纳米尺度物理
2017-10-10 v1 材料科学
摘要
探索新颖的电磁现象是拓扑量子材料中备受关注的课题。有待实验验证的前所未有的效应之一，是源于材料中电场与磁场异常耦合的拓扑磁电（TME）效应。拓扑绝缘体（TI）的磁性异质结构具有这种奇异的磁电耦合，有望作为轴子绝缘体实现 TME 效应。本文设计了一种具有三色结构的磁性 TI，其中非磁性的 (Bi, Sb)2Te3 层被夹在软铁磁性的 Cr 掺杂 (Bi, Sb)2Te3 和硬铁磁性的 V 掺杂 (Bi, Sb)2Te3 之间。伴随量子反常霍尔（QAH）效应，我们在 Cr 掺杂层与 V 掺杂层的矫顽场之间的宽磁场范围内观察到零霍尔电导率平台，这是轴子绝缘体态的标志。轴子绝缘体态的电阻高达 10^9 ohm，导致从 QAH 态转变时产生超过 10,000,000% 的巨磁阻比。TI 的三色结构不仅是拓扑相异现象的理想平台，还为推进无耗散拓扑电子学提供了磁阻应用。
引用
@article{arxiv.1708.05387,
title = {Tailoring tricolor structure of magnetic topological insulator for robust axion insulator},
author = {M. Mogi and M. Kawamura and A. Tsukazaki and R. Yoshimi and K. S. Takahashi and M. Kawasaki and Y. Tokura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05387},
year = {2017}
}
备注
16 pages, 4 figures