論文の概要: Antiferromagnetic Quantum Anomalous Hall Effect Modulated by Spin Flips and Flops
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08686v1
- Date: Tue, 14 May 2024 15:08:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-15 13:39:33.667676
- Title: Antiferromagnetic Quantum Anomalous Hall Effect Modulated by Spin Flips and Flops
- Title（参考訳）: スピンフリップとフロップによる反強磁性量子異常ホール効果
- Authors: Zichen Lian, Yongchao Wang, Yongqian Wang, Yang Feng, Zehao Dong, Shuai Yang, Liangcai Xu, Yaoxin Li, Bohan Fu, Yuetan Li, Wanjun Jiang, Chang Liu, Jinsong Zhang, Yayu Wang,
- Abstract要約: 7-セプタプル層MnBi2Te4をAlOxキャッピング層で被覆した装置を作製した。
電荷輸送におけるスピン配置の影響による量子相転移のカスケードを明らかにする。
MnBi2Te4における量子異常ホール効果の汎用的チューニング性は、トポロジカル反強磁性スピントロニクスにおける潜在的な応用の道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.17305544412557
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The interplay between nontrivial band topology and layered antiferromagnetism in MnBi2Te4 has opened up a new avenue for exploring topological phases of matter. Representative examples include the quantum anomalous Hall effect and axion insulator state observed in odd and even number layers of MnBi2Te4, when the top and bottom surfaces have parallel and antiparallel spin alignments respectively. The rich and complex spin dynamics associated with the van der Waals antiferromagnetic order is expected to generate novel topological phases and phase transitions that are unique to MnBi2Te4. Here we fabricate a device of 7-septuple-layer MnBi2Te4 covered with AlOx capping layer, which enables the investigation of antiferromagnetic quantum anomalous Hall effect over wide parameter spaces. By tuning the gate voltage and perpendicular magnetic field, we uncover a cascade of quantum phase transitions that can be attributed to the influence of spin configurations on charge transport. Furthermore, we find that an in-plane magnetic field enhances both the coercive field and exchange gap of the surface state, in sharp contrast to that in ferromagnetic quantum anomalous Hall state. We propose that these peculiar features arise from the spin flip and flop transitions inherent to van der Waals antiferromagnet. The versatile tunability of the quantum anomalous Hall effect in MnBi2Te4 paves the way for potential applications in topological antiferromagnetic spintronics.
- Abstract（参考訳）: MnBi2Te4における非自明なバンドトポロジーと層状反強磁性の相互作用は、物質のトポロジー相を探索するための新たな道を開いた。
代表的な例としては、MnBi2Te4の奇数層と偶数層で観測された量子異常ホール効果とアクシオン絶縁体状態があり、上面と下面はそれぞれ平行なスピンアライメントと反平行なスピンアライメントを持つ。
ファンデルワールス反強磁性秩序に関連するリッチで複雑なスピンダイナミクスは、MnBi2Te4に特有の新しい位相相と相転移を生成することが期待されている。
ここでは,AlOxキャッピング層を被覆した7-Septuple層MnBi2Te4を作製し,広いパラメータ空間上での反強磁性量子異常ホール効果の研究を可能にする。
ゲート電圧と垂直磁場を調整することにより、電荷輸送におけるスピン配置の影響に起因する量子相転移のカスケードを明らかにする。
さらに、平面内磁場は、強磁性量子異常ホール状態と対照的に、表面状態の保磁力場と交換ギャップの両方を増強する。
これらの特徴は、ファンデルワールス反強磁性体に固有のスピンフリップとフロップ遷移から生じる。
MnBi2Te4における量子異常ホール効果の汎用的チューニング性は、トポロジカル反強磁性スピントロニクスにおける潜在的な応用の道を開く。
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