可调整门的内在异常霍尔效应在长轴MnBi₂Te₄膜中

科学领域:

• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 这就是Spintronics.

背景情况:

• 异常的霍尔效应 (AHE) 对于理解磁性材料的拓性质和自旋纹理至关重要.
• 已确定MnBi2Te4是一种内在的磁拓绝缘体,但其AHE的来源尚未完全理解.

研究的目的:

• 在晶圆尺度的MnBi2Te4薄膜中研究贝里曲率主导的内在AHE.
• 为了阐明本材料中可调节的AHE标志背后的物理机制.

主要方法:

• 制造晶圆尺度的MnBi2Te4薄膜.
• 应用后门电压来诱导两极导和n-p过渡.
• 分析贝里曲率贡献的第一原则计算.

主要成果:

• 在~7层MnBi2Te4中观察到两极导电和n-p过渡,AHE电阻与纵向电阻相对应,表明内在的AHE.
• ~3层MnBi2Te4片显示可调节的AHE标志,从负到正.
• 计算显示,由于来自表面和内部电子带的竞争贝里曲率,AHE信号反转.

结论:

• 这项研究证明了MnBi2Te4薄膜中的贝里曲率主导的内在AHE.
• 非传统的,可调节信号的AHE是由竞争的贝里曲率效应解释的.
• 这些发现为在拓磁性材料中操纵AHE提供了新的视角.