铁磁拓扑绝缘体中反常霍尔效应向量子化态的演化轨迹

拓扑绝缘体是体电子绝缘体，其表面具有受对称性保护的无能隙模式。打破支撑表面模式无能隙特性的对称性被预测会产生奇异的新物质态。特别是，近期预测并证实以铁磁性形式打破时间反演对称性可产生一种能隙态，其特征为零磁场下的量子化霍尔响应和无耗散纵向输运，即量子反常霍尔（QAH）态。迄今为止尚未在实验上探索的一个关键问题是，这种新型量子霍尔态与先前已知的轨道驱动量子霍尔态之间的关系。在此，我们通过实验表明， exhibiting QAH 态的铁磁拓扑绝缘体很好地符合量子霍尔效应的全局相图。通过在 QAH 相附近的温度、磁场和化学势参数空间中映射电导率张量的行为，我们发现了量子临界性和离域行为的证据，这些行为可以通过量子霍尔基态的重正化群性质进行定量描述。这一结果表明，在铁磁拓扑绝缘体中观测到的 QAH 态可以在支配量子霍尔态的对应态定律背景下得到理解。这为研究 QAH 效应（包括向可能的相邻拓扑非平凡态的跃迁）以及 QAH 跃迁的可能普适类提供了路线图。