通过脉冲激光沉积培养的高度c平面导向的Mn$_{3}$Ge/Si(100) 薄膜中的异常霍尔效应

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:

• 与卡戈梅结构的抗铁磁Mn_{3}$Ge显示了贝里曲率驱动的异常霍尔效应 (AHE) 的潜力.
• 在没有缓冲层的情况下,直接在上合成六边形相Mn$_{3}$Ge薄膜是具有挑战性的.

研究的目的:

• 报告在Si100上合成的单相,c平面面向的六角形Mn$_{3}$Ge(0001) 薄膜.
• 为了研究这些薄膜的表面原子结构和电子特性.
• 为了证明这些异构结构中的异常霍尔效应.

主要方法:

• 脉冲激光沉积用于薄膜合成.
• 高分辨率扫描道显微镜用于表面分析.
• 电子属性的道光谱 (dI/dV) 检测.
• 对霍尔效应进行磁传输测量.
• 对于带结构分析的初始计算.

主要成果:

• 实现了Mn$_{3}$Ge{0001) 薄膜在Si{100) 上与原子平面的层次增长.
• 观察到表面Mn原子自发的卡戈梅格子形成.
• 在Fermi水平附近的状态的局部密度中确定了最小值,这表明了Weyl交叉.
• 测量了高达0.41 $\mu\Omega\cdot\text{cm}$的异常霍尔电阻在2K时,尽管磁化最小.
• 计算证实了由度影响的拓特征和带结构.

结论:

• 在上成功合成了六角形Mn$_{3}$Ge薄膜,克服了以前的挑战.
• 观察到的Kagome结构和电子特性与拓特征有关.
• 在这些电影中,在室温下异常的霍尔效应显示了反铁磁自旋电子学的前景.