迈向 AlO$_x$ 覆盖 MnBi$_2$Te$_4$ 中的量子反常霍尔效应
材料科学
2025-04-04 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
层状反铁磁体 MnBiTe 中的量子反常霍尔效应蕴含着磁性与拓扑之间的丰富相互作用，为低功耗电子器件与拓扑反铁磁自旋电子学带来了重大希望。近年来，MnBiTe 作为已知唯一表现出反铁磁量子反常霍尔效应的材料而备受关注。然而，该领域面临重大挑战，因为在零磁场下实现量子化输运 critically depends 于高质量器件的制备。在本文中，我们通过在制备前于表面沉积一层 AlO 薄层，解决了制备过程对 MnBiTe 产生的不利影响。对超过 50 个样品的光学对比度与磁输运测量表明，AlO 能够有效保持样品的原始状态，并显著增强反常霍尔效应以趋向量子化。标度分析揭示了在不同磁构型下由 Berry 曲率主导的反常霍尔效应机制。通过调节栅极电压，我们发现了 MnBiTe 中与栅极无关的反铁磁性。我们的实验不仅为制备高质量输运器件铺平了道路，也推进了对二维材料中新奇量子物理的探索。
引用
@article{arxiv.2405.08677,
title = {Towards the Quantized Anomalous Hall effect in AlO$_x$-capped MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Yongqian Wang and Bohan Fu and Yongchao Wang and Zicheng Lian and Shuai Yang and Yaoxin Li and Liangcai Xu and Zhiting Gao and Wanjun Jiang and Jinsong Zhang and Yayu Wang and Chang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.08677},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 4 figures