原子尺度上的拓扑磁电开关
材料科学
2020-11-17 v1 强关联电子
摘要
MnBi2Te4 族的本征磁性拓扑绝缘体有望实现轴子绝缘体——一种理论预言的物质态，能够相互转换电学与磁学信号，且其性质令人联想到宇宙学轴子暗物质。本文报道了在拓扑超材料 MnBi2Te3 中室温轴子单自旋开关的首次实验实现。该超材料是在扫描隧道显微镜（STM）实验中，利用 STM 针尖从 MnBi2Te4 表面移除 Te 原子层原位创建的。对 MnBi2Te3 的室温 STM 研究揭示了交换能隙的原子尺度变化，以及钉扎在亚表面缺陷处的纳米尺度自旋泡的形成。我们发现，MnBi2Te3 中的单个自旋态可利用 STM 针尖的局域电场可逆地切换，其磁电响应可与理论预言的轴子绝缘体响应相比拟。所观测到的拓扑表面磁性在远高于体奈尔温度时即显著发展。
引用
@article{arxiv.2011.07581,
title = {Topological Magnetoelectric Switching on the Atomic Scale},
author = {Igor Altfeder and Robert C. Walko and Seng Huat Lee and Zhiqiang Mao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07581},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 5 figures