在二维材料中,非平凡拓扑与磁性存在复杂的相互作用,这种作用可能导致一些有趣的现象,比如量子反常霍尔效应。最近,清华大学物理系王亚愚、张金松、徐勇等人基于场效应晶体管研究了MnBi2Te4块体和剥离薄片的量子输运。在被调制成绝缘态的由6个MnBi2Te4七元层搭建的器件中,作者观测到了较大的纵向电阻和零霍尔平台——轴子绝缘态的特征。该轴子绝缘态鲁棒性强,在零磁场、较宽磁场范围以及相对高温的条件下都能存在。此外,中等强度磁场能导致量子相变——从轴子绝缘体到陈绝缘体(Chern insulator),后者轴向电阻为零,量子化霍尔电阻为h/e2。作者认为,该研究为利用具有偶数个七元层的MnBi2Te4薄片从而实现量子化拓扑电磁效应和轴子电动力学开辟了道路。
参考文献:
Liu, C., Wang, Y., Li, H. et al. Robust axion insulator and Chern insulator phases in a two-dimensional antiferromagnetic topological insulator. Nat. Mater. (2020) doi:10.1038/s41563-019-0573-3
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0573-3