界面拓扑霍尔效应(THE)的发现为探索拓扑与磁性之间的相互作用所产生的物理现象提供了理想的平台。界面拓扑霍尔效应与界面处的Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）和拓扑自旋纹理密切相关。然而，由于对THE异质结构成分的严格限制，例如强自旋轨道耦合（SOC），很难在异质结构中实现大的THE。近日，密苏里大学Guang Bian，奥本大学Peng Li，凯斯西储大学Steven S.-L. Zhang，南京大学Yongbing Xu等通过分子束外延法制备了CrTe₂/Bi₂Te₃范德华异质结构，观察到了它1.39 μΩ·cm的巨大THE信号，这是二维(2D)铁磁体(FM)/拓扑绝缘体(TI)的新标准。

本文要点：

1）作者通过分子束外延(MBE)生长制备了该外延异质结构，其厚度可低至几个原子层。

2）作者在10 K下观察到巨大的THE信号，约为1.39 μΩ·cm，远大于先前THE双层异质结构的典型THE强度，~0.1 μΩ·cm。CrTe₂/Bi2Te₃的THE信号可持续至100 K，表明界面处具有高度稳定的非寻常拓扑手性自旋纹理。

3）如此大的THE归因于CrTe₂中的2D铁磁性、Bi2Te₃中的强SOC和原子级尖锐界面的优化组合。

该工作揭示了CrTe₂/Bi₂Te₃可作为杂化系统中实现大型界面THE的便捷平台，可用于开发量子科学和高密度信息存储设备。

Xiaoqian Zhang, et al. Giant Topological Hall Effect in van der Waals Heterostructures of CrTe₂/Bi₂Te₃. ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c05519

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c05519