ОФНПисьма в Журнал экспериментальной и теоретической физики JETP Letters (Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters)

  • ISSN (Print) 0370-274X
  • ISSN (Online) 3034-5766

Собственный аномальный эффект Холла на поверхности магнитного полупроводника с сильным эффектом Рашба

Код статьи
S0370274X25030104-1
DOI
10.31857/S0370274X25030104
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 121 / Номер выпуска 5-6
Страницы
393-401
Аннотация
В настоящей работе мы теоретически изучаем, как рассеяние электронов на доменных стенках модифицирует аномальную поперечную проводимость на поверхности магнитного полупроводника с сильным эффектом Рашба. Зонная структура такого полупроводника, характеризуемая нетривиальной кривизной Берри, предопределяет возникновение на магнитной доменной стенке одномерного резонансного состояния в локальной обменной щели. При относительно слабом обменном расщеплении резонансное состояние имеет линейную дисперсию с малым спектральным уширением и обладает свойством киральности. Показано, что присутствие на поверхности пары параллельных доменных стенок может иметь вполне измеряемое физическое следствие: дополнительный почти полуквантованный вклад в аномальный эффект Холла. Поверхность полярного полупроводника BiTeI, допированного атомами переходного металла, является подходящей материальной платформой для обнаружения такого вклада.
Ключевые слова
Дата публикации
16.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
13

Библиография

  1. 1. M. Z. Hasan and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
  2. 2. X. L. Qi and S. C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
  3. 3. Y. Tokura, K. Yasuda, and A. Tsukazaki, Nat. Rev. Phys. 1, 126 (2019).
  4. 4. C. Z. Chang, J. Zhang, X. Feng et al. (Collaboration), Science 340, 167 (2013).
  5. 5. K. He, Y. Y. Wang, and Q. K. Xue, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 9, 329 (2018).
  6. 6. C.-Z. Chang, C.-X. Liu, and A. H. Macdonald, Rev. Mod. Phys. 95, 011002 (2023).
  7. 7. M. Mogi, Y. Okamura, M. Kawamura, R. Yoshimi, K. Yasuda, A. Tsukazaki, K. S. Takahashi, T. Morimoto, N. Nagaosa, M. Kawasaki, Y. Takahashi, and Y. Tokura, Nat. Phys. 18, 390 (2022).
  8. 8. A. Sekine and K. Nomura, J. Appl. Phys. 129, 141101 (2021).
  9. 9. O. Breunig and Y. Ando, Nature Reviews Physics 4, 184 (2022).
  10. 10. Q. L. He, T. L. Hughes, N. P. Armitage, Y. Tokura, and K. L. Wang, Nat. Mater. 21, 15 (2022).
  11. 11. D. Xiao, M. C. Chang, and Q. Niu, Rev. Mod. Phys. 82, 1959 (2010).
  12. 12. N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, A. H. MacDonald, and N. P. Ong, Rev. Mod. Phys. 82, 1539 (2010).
  13. 13. T. Jungwirth, Q. Niu, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. Lett. 88, 2070208 (2002).
  14. 14. D. Culcer, A. H. MacDonald, and Q. Niu, Phys. Rev. B 68, 045327 (2003).
  15. 15. T. S. Nunner, N. A. Sinitsyn, M. F. Borunda, V. K. Dugaev, A. A. Kovalev, Ar. Abanov, C. Timm, T. Jungwirth, J.-i. Inoue, A. H. MacDonald, and J. Sinova, Phys. Rev. B 76, 235312 (2007).
  16. 16. V. K. Dugaev, P. Bruno, M. Taillefumier, B. Canals, and C. Lacroix, Phys. Rev. B 71, 224423 (2005).
  17. 17. Y. A. Bychkov and E. I. Rashba, J. Phys. C: Solid State Phys. 17, 6039 (1984).
  18. 18. Y. A. Bychkov and E. I. Rashba, JETP Lett. 39, 78 (1984).
  19. 19. G. Bihlmayer, O. Rader, and R. Winkler, New J. Phys. 17, 050202 (2015).
  20. 20. G. Landolt, S. V. Eremeev, Yu. M. Koroteev, B. Slomski, S. Muff, M. Kobayashi, V. N. Strocov, T. Scmitt, Z. S. Aliev, M. B. Babanly, I. R. Amiraslanov, E. V. Chulkov, J. Osterwalder, and J. H. Dil, Phys. Rev. Lett. 109, 116403 (2012).
  21. 21. H. Bentmann, F. Forster, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, L. Moreschini, M. Grioni, and F. Reinert, Europhys. Lett. 87, 37003 (2009).
  22. 22. S. Mathias, A. Ruffing, F. Deicke, M. Wiesenmayer, I. Sakar, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, Yu. M. Koroteev, P. M. Echenique, M. Bauer, and M. Aeschlimann, Phys. Rev. Lett. 104, 066802 (2010).
  23. 23. K. Ishizaka, M. S. Bahramy, H. Murakawa et al. (Collaboration), Nat. Mater. 10, 521 (2011).
  24. 24. I. I. Klimovskikh, A. M. Shikin, M. M. Otrokov, A. Ernst, I. P. Rusinov, O. E. Tereshchenko, V. A. Golyashov, J. Sanchez-Barriga, A. Yu. Varykhalov, O. Rader, K. A. Kokh, and E. V. Chulkov, Sci. Rep. 7, 3353 (2017).
  25. 25. A.M. Shikin, A. A. Rybkina, I. I. Klimovskikh, O. E. Tereshchenko, A. S. Bogomyakov, K. A. Kokh, A. Kimura, P. N. Skirdkov, K. A. Zvezdin, and A.K. Zvezdin, 2D Mater. 4, 025055 (2017).
  26. 26. A. M. Shikin, A. A. Rybkina, D. A. Estyunin et al. (Collaboration), Sci. Rep. 11, 23332 (2021).
  27. 27. K. Yasuda, M. Mogi, R. Yoshimi, A. Tsukazaki, K. S. Takahashi, M. Kawasaki, F. Kagawa, and Y. Tokura, Science 358, 1311 (2017).
  28. 28. J. G. Checkelsky, J. T. Ye, Y. Onose, Y. Iwasa, and Y. Tokura, Nat. Phys. 8, 729 (2012).
  29. 29. E. K. Petrov, V. N. Men’shov, I. P. Rusinov, M. Hoffmann, A. Ernst, M. M. Otrokov, V. K. Dugaev, T. V. Menshchikova, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 103, 235142 (2021).
  30. 30. I. P. Rusinov, V. N. Men’shov, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 104, 035411 (2021).
  31. 31. В. Н. Меньшов, И. П. Русинов, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 114, 768 (2021).
  32. 32. V. N. Men’shov, I. A. Shvets, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 106, 205301 (2022).
  33. 33. В. Н. Меньшов, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 117, 147 (2023).
  34. 34. I. T. Rosen, E. J. Fox, X. Kou, L. Pan, K. L. Wang, and D. Goldhaber-Gordon, npj Quantum Mater. 2, 69 (2017).
  35. 35. I. P. Rusinov, V. N. Men’shov, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 110, 195405 (2024).
  36. 36. A. Manchon, H. C. Koo, J. Nitta, S. M. Frolov, and R. A. Duine, Nat. Mater. 14, 871 (2015).
  37. 37. G. Bihlmayer, P. Noel, D. V. Vyalikh, E. V. Chulkov, and A. Manchon, Nat. Rev. Phys. 4, 642 (2022).
  38. 38. В. Н. Меньшов, И. А. Швец, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 110, 777 (2019).
  39. 39. I. P. Rusinov, I. A. Nechaev, S. V. Eremeev, C. Friedrich, S. Blugel, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 87, 205103 (2013).
  40. 40. S. V. Eremeev, I. A. Nechaev, Yu. M. Koroteev, P. M. Echenique, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. Lett. 108, 246802 (2012).
  41. 41. K. Panos, R. R. Gerhardts, J. Weis, and K. v. Klitzing, New J. Phys. 16, 113071 (2014).
  42. 42. L. Pan, X. Liu, Q. L. He, A. Stern, G. Yin, X. Che, Q. Shao, P. Zhang, P. Deng, C.-Y. Yang, B. Casas, E. S. Choi, J. Xia, X. Kou, and K. L. Wang, Sci. Adv. 6, eaaz3595 (2020).
  43. 43. C.-Z. Chang, W. Zhao, J. Li, J. Jain, C. Liu, J. S. Moodera, and M. H. Chan, Phys. Rev. Lett. 117, 126802 (2016).
  44. 44. I. Lee, C. K. Kim, J. Lee, S. J. L. Billinge, R. Zhong, J. A. Schneeloch, T. Liu, T. Valla, J. M. Tranquada, G. Gu, and J. C. S. Davis, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 112, 1316 (2015).
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека