拓扑绝缘体与磁绝缘体界面中的拓扑霍尔效应
材料科学
2020-12-29 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
拓扑绝缘体(TI)与磁绝缘体(MI)的界面可能呈现反常霍尔效应(AHE)、量子AHE以及拓扑霍尔效应(THE)。然而,近期研究表明,TI/MI异质结构中共存的磁相可能导致一种与AHE相关的响应,其类似THE但并非真正的THE。本文报道了在仅具有单一磁相的TI/MI结构中观测到的真实THE。该结构在T=2-3 K温度范围内呈现THE,在T=80-300 K呈现AHE。在T=3-80 K区间,两种效应共存但表现出相反的温度依赖关系。控制测量、计算与模拟共同表明,观测到的THE源于skyrmion(斯格明子),而非两种AHE响应的共存。这些skyrmion由界面DMI相互作用形成。估算得到的DMI强度显著高于基于重金属的体系。
引用
@article{arxiv.2012.09107,
title = {Topological Hall Effect in a Topological Insulator Interfaced with a Magnetic Insulator},
author = {Peng Li and Jinjun Ding and Steven S. -L. Zhang and James Kally and Timothy Pillsbury and Olle G. Heinonen and Gaurab Rimal and Chong Bi and August DeMann and Stuart B. Field and Weigang Wang and Jinke Tang and J. S. Jiang and Axel Hoffmann and Nitin Samarth and Mingzhong Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.09107},
year = {2020}
}