磁性扩展拓扑绝缘体异质结构中的反常霍尔效应
应用物理
2020-09-30 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
摘要
构建拓扑绝缘体（TI）与未掺杂磁性绝缘体（MI）的异质结构是打破TI表面态时间反演对称性的一种干净且通用的方法。尽管已有大量努力，界面磁邻近效应（MPE）的强度仍太弱，无法实现量子反常霍尔效应及许多其他拓扑量子现象。近年来，提出一种基于MI原子层插层（称为磁性扩展）的新方法以实现强MPE[2D Mater. 4, 025082(2017)]。受此启发，我们在此研究通过在拓扑绝缘体(Bi,Sb)2Te3上分子束外延生长MnSe薄膜制备的磁性扩展系统。获得了MnSe原子层插层到(Bi,Sb)2Te3少数个五重层中的直接证据，在界面处形成双磁七重层（SL）或孤立单SL，其中一个SL表示由B-A-B-Mn-B-A-B组成的范德瓦耳斯构筑单元（A=Bi1-xSbx，B=Te1-ySey）。两类界面（即TI/单SL与TI/双SL）具有不同的MPE，表现为显著不同的输运行为。具体而言，单SL在TI层的反常霍尔效应中诱导出小磁场下急剧变化的自旋翻转转变，而双SL诱导出大磁场下缓慢变化的自旋倾斜转变。我们的工作展示了一个有用的平台，可充分发挥磁性扩展方法的潜力，以追求新颖拓扑物理及相关器件应用。
引用
@article{arxiv.2004.13341,
title = {The anomalous Hall Effect in a Magnetically Extended Topological Insulator Heterostructure},
author = {Nan Liu and Xuefan Niu and Yuxin Liu and Qinghua Zhang and Lin Gu and Jing Teng and Yongqing Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.13341},
year = {2020}
}