反铁磁性在薄膜拓扑绝缘体中诱导的拓扑相变
介观与纳米尺度物理
2018-09-12 v1
摘要
拓扑绝缘体（TIs）中的铁磁性会打开一个拓扑非平庸的交换能隙，为通过外部磁场调控拓扑序提供了一个令人兴奋的平台。本文通过实验证明，反铁磁薄膜的表面可以通过邻近耦合，独立控制拓扑绝缘体薄膜上下表面态的拓扑序。在场扫描的磁化反转过程中，上下反铁磁/拓扑绝缘体界面的非同步磁开关产生了两种中间自旋构型。研究表明，这些磁构型导致每个表面出现具有非零陈数的新拓扑相，并在交换能隙内引入两个反向传播的手性边缘模式。作为拓扑相变的结果，输运通道数量的这种变化在磁化反转期间诱导出反对称的磁电阻尖峰。由于反铁磁层提供了高奈尔有序温度，所诱导的拓扑相变的特征在输运测量中可持续至约90 K的温度，是典型磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜居里温度的三倍。
引用
@article{arxiv.1612.01661,
title = {Topological transitions induced by antiferromagnetism in a thin-film topological insulator},
author = {Qing Lin He and Gen Yin and Luyan Yu and Alexander J. Grutter and Lei Pan and Xufeng Kou and Xiaoyu Che and Guoqiang Yu and Tianxiao Nie and Bin Zhang and Qiming Shao and Koichi Murata and Xiaodan Zhu and Yabin Fan and Xiaodong Han and Brian J. Kirby and Kang L. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.01661},
year = {2018}
}