基于锗烯的铁磁范德华异质结构中的谷依赖多量子态与拓扑相变
计算物理
2024-02-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑材料和谷电子材料因其独特性质在自旋电子学和量子应用中具有前景。通过第一性原理计算，我们证明了基于锗烯（Ge）的铁磁异质结构可以表现出多种量子态，例如陈数为C=-1或C=-2的量子反常霍尔效应（QAHE）、谷陈数为C=2的量子谷霍尔效应（QVHE）、两个陈数分别为C=-1和C=-1的谷极化量子反常霍尔效应（VP-QAHE），以及自旋陈数C≈1的时间反演对称性破缺量子自旋霍尔效应（T-broken QSHE）。此外，我们发现通过施加磁场改变铁磁层的磁取向，可以实现不同量子态之间的转变。我们的发现提供了新的途径和新颖的材料平台，其独特的多性质组合使其非常适合应用于电子学、自旋电子学和谷电子学。
引用
@article{arxiv.2402.05613,
title = {Valley-dependent Multiple Quantum States and Topological Transitions in Germanene-based Ferromagnetic van der Waals Heterostructures},
author = {Feng Xue and Jiaheng Li and Yizhou Liu and Ruqian Wu and Yong Xu and Wenhui Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05613},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 3 figures