案例新聞 | Nature Materials-鐵磁鈣鈦礦薄膜中由二維對稱保護(hù)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)引起的符號可調(diào)反常霍爾效應(yīng)

近日，韓國首爾國立大學(xué)（Seoul National University）Changyoung Kim教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Nature Materials上的研究工作，在文章中正式、書面地提到費(fèi)勉儀器的紫外光源產(chǎn)品和品牌（FERMI INSTRUMENTS），我們將在此基礎(chǔ)上再接再厲，提升產(chǎn)品的性能，為全球更多用戶提供高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品和技術(shù)支持。

文章信息

文章導(dǎo)讀

磁性和自旋軌道spin–orbit耦合，是流動鐵磁體拓?fù)鋫鬏敩F(xiàn)象背后的兩個(gè)典型成分。當(dāng)自旋極化帶支持具有可通過自旋軌道耦合提升的帶簡并性的節(jié)點(diǎn)/線時(shí)，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)成為貝里曲率的來源，導(dǎo)致大的反常霍爾效應(yīng)。然而，只有當(dāng)存在適當(dāng)?shù)木w對稱性時(shí)，二維系統(tǒng)才能擁有穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
韓國首爾國立大學(xué)Changyoung Kim教授團(tuán)隊(duì)及其合作者在Nature Materials上發(fā)文報(bào)道了鈣鈦礦氧化物的二維自旋極化帶結(jié)構(gòu)，證明了二維自旋極化帶的對稱保護(hù)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和點(diǎn)控制反常霍爾效應(yīng)的符號和大小。基于SrRuO3 超薄膜（一種具有自旋軌道耦合的代表性金屬鐵磁體）的角分辨光電子能譜（ARPES）、輸運(yùn)測量和理論分析，作者展示了鐵磁 SRO薄膜的拓?fù)淠軒ЫY(jié)構(gòu)，特別是觀察并定義了超薄二維極限 SRO薄膜的能帶結(jié)構(gòu)。通過理論分析，還揭示了自旋極化二維鐵磁體帶通常具有節(jié)點(diǎn)和 NL成為增強(qiáng)Berry曲率的來源。比較使用緊束縛模型測量能帶結(jié)構(gòu)，確定源自多節(jié)點(diǎn)的Berry 曲率熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致了非常規(guī)的反常霍爾效應(yīng)。可以通過改變薄膜來控制厚度、溫度、磁化強(qiáng)度和化學(xué)勢。這個(gè)發(fā)現(xiàn)將為研究二維磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中由對稱保護(hù)節(jié)點(diǎn)驅(qū)動的輸運(yùn)現(xiàn)象開辟新的途徑，并促進(jìn)發(fā)展基于磁拓?fù)涔こ棠軒ЫY(jié)構(gòu)的磁器件以及基于鐵磁超薄膜的新型可切換設(shè)備。

文章數(shù)據(jù)

圖 1：二維鐵磁鈣鈦礦的費(fèi)米面（FS）

圖 2：SrRuO3薄膜角分辨光電子能譜ARPES 數(shù)據(jù)

圖 3：SrRuO3超薄膜中的非單調(diào)反常霍爾效應(yīng)（AHE）

圖 4：節(jié)點(diǎn)線NLs和二維鐵磁鈣鈦礦中節(jié)點(diǎn)引起的符號可調(diào)反常霍爾效應(yīng)（AHE）的機(jī)制

圖 5：節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)Berry 曲率熱點(diǎn)和SrRuO3超薄膜的可切換反常霍爾效應(yīng)（AHE）

*文章導(dǎo)讀及文章數(shù)據(jù)部分引自“今日新材料”微信公眾號：（https://mp.weixin.qq.com/s/MmUNGSqUm0TpdfDKZ9IJfQ），略有修改。

相關(guān)鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41563-021-01101-4

http://ares.snu.ac.kr/Equipment.html

https://mp.weixin.qq.com/s/ieHMp_DLDyFQyaxGHmNfRw