近日,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心國際量子功能材料設計中心與物理系教授喬振華研究組基于單層過渡金屬氧化物發現了理論上陳數可調的量子反常霍爾效應。7月14日,相關研究成果發表在《物理評論快報》上。
量子霍爾效應是一種在外加強磁場下朗道能級量子化導致的無耗散的量子輸運特性。然而,外加強磁場這一需求限制了該效應的實際應用。近幾十年來,探索無磁場的量子霍爾效應(即量子反常霍爾效應)吸引了眾多物理學家的關注,并在理論和實驗上取得了重要進展。目前,已提出或實現的量子反常霍爾效應集中在陳數為1(基于磁性拓撲絕緣體薄膜等)或者2(基于單層石墨烯等)的小陳數體系,而陳數的大小直接對應量子通道的多少,低陳數的現狀顯著影響量子反常霍爾器件的工作效率。在探索大陳數或者陳數可調量子反常霍爾效應方面,研究人員主要是通過控制磁性拓撲絕緣體薄膜厚度或磁性摻雜濃度的手段來實現不同陳數的量子反常霍爾效應。需要指出的是,在所有這些體系中,一旦樣品或器件制備好,相應的量子反常霍爾效應的陳數大小也被唯一確定。
本工作中,研究組系統研究發現,在單層過渡金屬氧化物材料NiAsO3和PdSbO3上通過外加一個弱磁場調控材料的磁化方向便可實現不同陳數的量子反常霍爾效應。研究發現,在費米能級處,這兩種材料均具有六個自旋極化的狄拉克點。在引入自旋-軌道耦合作用之后,每個狄拉克點貢獻半個量子化的霍爾電導,但方向各異。當磁化方向處于面內且破壞垂直鏡面對稱性時,其中四個狄拉克點擁有相同的貝里曲率,而剩下兩個狄拉克點處貝里曲率相反;此時,體系具有陳數為1的量子反常霍爾效應。而當磁化方向偏離體系平面時,六個狄拉克點貢獻同向的貝里曲率。此時,體系具有陳數為3的量子反常霍爾效應。該研究提供了新型的研究量子反常霍爾效應的材料平臺,并揭示了存在陳數可調的量子反常霍爾效應及其物理成因。
研究工作得到國家自然科學基金、安徽省與中國科大的支持。
單層PdSbO3貝里曲率的分布和能譜。(a-b)磁化方向沿x軸,(c-d)磁化方向沿z軸。(現在的圖例完全與QAHE及陳數無關)
近日,有網友通過人民網“領導留言板”留言反映廈門理工學院“更名問題”的事項,廈門理工學院進行了調查處理。官方回復如下:網友:您好,歡迎通過人民網“領導留言板”留言!您留言反映“更名問題”的事項,廈門理......
6月25日,交通運輸部海事局、大連海事大學在遼寧大連聯合舉辦主題活動慶祝第十四個“世界海員日”。“世界海員日”由國際海事組織于2010年正式設立,旨在提高公眾對船員工作的認知和認可,同時呼吁各國政府、......
6月21日,北京交通大學2024年畢業典禮暨學位授予儀式在該校舉行。9561名本碩博畢業生順利完成學業,開啟人生新的征程。北京交通大學校長余祖俊寄語學子。北京交通大學供圖畢業典禮現場。北京交通大學供圖......
6月20日,中國人民大學舉辦“健康中國建設與人口高質量發展”主題論壇暨人口與健康學院成立大會。民政部副部長張春生,衛生健康委副主任于學軍,民革中央副主席劉家強,湖北省人大常委會副主任楊云彥,中國社會科......
近日,中國礦業大學召開會議,宣布教育部黨組、教育部關于學校行政領導班子部分副職的任免決定。會上,校黨委書記劉波宣讀了《中共教育部黨組關于黃軍利等同志職務任免的通知》《教育部關于黃軍利等職務任免的通知》......
日前,“南方醫科大教師因救人上課遲到被處分”這一話題登上微博熱搜,當天中午,南方醫科大學發布“情況說明”表示,學校正在向相關單位了解核實情況,后續將跟進處理。央廣網記者18日通過多種渠道聯系了兩名該校......
據重慶理工大學官網“現任領導”一欄近日更新顯示,劉小康已任重慶理工大學黨委副書記、校長。劉小康,男,漢族,1978年8月生,研究生,工學博士,教授,中共黨員。國家杰出青年科學基金獲得者、“百千萬人才工......
江西省人民政府關于設置江西職業技術大學的通知各設區市人民政府,省政府各部門:經教育部批準,同意以九江職業技術學院為基礎設立江西職業技術大學,學校標識碼為4136011785;同時撤銷九江職業技術學院的......
山東省人民政府關于設置康復大學的通知魯政字〔2024〕95號各市人民政府,省政府各部門、各直屬機構,各高等院校:根據《中華人民共和國高等教育法》《普通高等學校設置暫行條例》等有關規定,按照《教育部關于......
6月15日,中倫文德·全國法科學生寫作大賽基金捐贈儀式在湖南大學法學院舉行。北京中倫文德(長沙)律師事務所向湖南大學教育基金會捐贈200萬元,用于支持湖南大學法學院舉辦“全國法科學生寫作大賽”。捐贈儀......