Гигантский планарный эффект Холла в ультрачистом монокристаллическом образце селенида ртути
- Авторы: Бобин С.Б1, Лончаков А.Т1
-
Учреждения:
- Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН
- Выпуск: Том 118, № 7-8 (10) (2023)
- Страницы: 506-512
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/247043
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823190060
- EDN: https://elibrary.ru/XRAWJR
- ID: 247043
Цитировать
Аннотация
В халькогениде ртути HgSe при использовании в качестве объекта исследования ультрачистого монокристаллического образца с концентрацией электронов 5.5×1015 см-3 обнаружен гигантский планарный эффект Холла с амплитудой ≈ 50 мОм см при T = 80 К в магнитном поле 10 Тл. Приводится его осциллирующая зависимость от угла поворота образца в разных магнитных полях. Характерные признаки (период осцилляций, положение экстремумов, корреляция между амплитудой планарного холловского и планарного продольного магнитосопротивления) указывают на то, что в этом немагнитном бесщелевом полуметалле с изотропной поверхностью Ферми планарный эффект Холла индуцируется киральной аномалией. Тем самым получен весомый аргумент в пользу топологической природы электронного спектра HgSe.
Об авторах
С. Б Бобин
Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН
Email: bobin@imp.uran.ru
А. Т Лончаков
Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения РАН
Список литературы
- C. Goldberg and R.E. Davis, Phys. Rev. 94, 1121 (1954).
- Y. You, Y. Gong, H. Li, Z. Li, M. Zhu, J. Tang, E. Liu, Y. Yao, G. Xu, F. Xu, and W. Wang, Phys. Rev. B 100, 134441 (2019).
- K.M. Seemann, F. Freimuth, H. Zhang, S. Bl�ugel, Y. Mokrousov, D.E. B�urgler, and C.M. Schneider, Phys. Rev. Lett. 107, 086603 (2011).
- Y. Liu, J. Yang, W. Wang, H. Du, W. Ning, L. Ling, W. Tong, Z. Qu, G. Cao, Y. Zhang, and M. Tian, Phys. Rev. B 95, 161103 (2017).
- J. Li, S.L. Li, Z.W. Wu, S. Li, H. F. Chu, J. Wang, Y. Zhang, H.Y. Tian, and D.N. Zheng, J. Phys. Condens. Matter 22, 146006 (2010).
- H.X. Tang, R.K. Kawakami, D.D. Awschalom, and M. L. Roukes, Phys. Rev. Lett. 90, 107201 (2003).
- D. Thompson, L. Romankiw, and A. Mayadas, IEEE Trans. Magn. 11, 1039 (1975).
- Y. Bason, L. Klein, J.-B. Yau, X. Hong, J. Hoffman, and C.H. Ahn, J. Appl. Phys. 99, 08R701 (2006).
- F.N.V. Dau, A. Schuhl, J.R. Childress, and M. Sussiau, Sensors and Actuators A: Physical 53, 256 (1996).
- S.M. Young, S. Zaheer, J.C.Y. Teo, C. L. Kane, E. J. Mele, and A.M. Rappe, Phys. Rev. Lett. 108, 140405 (2012).
- Z. Wang, Y. Sun, X.-Q. Chen, C. Franchini, G. Xu, H. Weng, X. Dai, and Z. Fang, Phys. Rev. B 85, 195320 (2012).
- Z. Wang, H. Weng, Q. Wu, X. Dai, and Z. Fang, Phys. Rev. B 88, 125427 (2013).
- S.-M. Huang, S.-Y. Xu, I. Belopolski, C.-C. Lee, G. Chang, B.K. Wang, N. Alidoust, G. Bian, M. Neupane, C. Zhang, S. Jia, A. Bansil, H. Lin, and M. Z. Hasan, Nat. Commun. 6, 7373 (2015).
- H. Weng, C. Fang, Z. Fang, B.A. Bernevig, and X. Dai, Phys. Rev. X 5, 011029 (2015).
- S.-Y. Xu, I. Belopolski, N. Alidoust et al. (Collaboration), Science 349, 613 (2015).
- B.Q. Lv, H.M. Weng, B.B. Fu, X.P. Wang, H. Miao, J. Ma, P. Richard, X.C. Huang, L.X. Zhao, G. F. Chen, Z. Fang, X. Dai, T. Qian, and H. Ding, Phys. Rev. X 5, 031013 (2015).
- A.A. Burkov, Nature Mater. 15, 1145 (2016).
- A.A. Burkov, Phys. Rev. B 96, 041110 (2017).
- S. Nandy, G. Sharma, A. Taraphder, and S. Tewari, Phys. Rev. Lett. 119, 176804 (2017).
- H.B. Nielsen and M. Ninomiya, Phys. Lett. B 130, 389 (1983).
- T.D.C. Bevan, A. J. Manninen, J.B. Cook, J.R. Hook, H.E. Hall, T. Vachaspati, and G. E. Volovik, Nature 386, 689 (1997).
- P. Li, C.H. Zhang, J.W. Zhang, Y. Wen, and X.X. Zhang, Phys. Rev. B 98, 121108 (2018).
- S. Xu, H. Wang, X.-Y. Wang, Y. Su, P. Cheng, and T.-L. Xia, arXiv (2018), https://arxiv.org/abs/1811.06767.
- Sonika, M.K. Hooda, S. Sharma, and C. S. Yadav, Appl. Phys. Lett. 119, 261904 (2021).
- H. Li, H.-W. Wang, H. He, J. Wang, and S.-Q. Shen, Phys. Rev. B 97, 201110 (2018).
- M. Wu, G. Zheng, W. Chu, Y. Liu, W. Gao, H. Zhang, J. Lu, Y. Han, J. Zhou, W. Ning, and M. Tian, Phys. Rev. B 98, 161110 (2018).
- R. Singha, S. Roy, A. Pariari, B. Satpati, and P. Mandal, Phys. Rev. B 98, 081103(R) (2018).
- A. Vashist, R.K. Singh, N. Wadehra, S. Chakraverty, and Y. Singh, arXiv (2018), https://arxiv.org/abs/1812.06485.
- S. Liang, J. Lin, S. Kushwaha, J. Xing, N. Ni, R. J. Cava, and N.P. Ong, Phys. Rev. X 8, 031002 (2018).
- N. Kumar, S.N. Guin, C. Felser, and C. Shekhar, Phys. Rev. B 98, 041103 (2018).
- F.C. Chen, X. Luo, J. Yan, Y. Sun, H.Y. Lv, W. J. Lu, C.Y. Xi, P. Tong, Z.G. Sheng, X.B. Zhu, W.H. Song, and Y.P. Sun, Phys. Rev. B 98, 041114 (2018).
- P. Li, C. Zhang, Y. Wen, L. Cheng, G. Nichols, D.G. Cory, G.-X. Miao, and X.-X. Zhang, Phys. Rev. B 100, 205128 (2019).
- Q.R. Zhang, B. Zeng, Y.C. Chiu et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 100, 115138 (2019).
- Q. Liu, F. Fei, B. Chen, X. Bo, B. Wei, S. Zhang, M. Zhang, F. Xie, M. Naveed, X. Wan, F. Song, and B. Wang, Phys. Rev. B 99, 155119 (2019).
- Z. Li, T. Xiao, R. Zou, J. Li, Y. Zhang, Y. Zeng, M. Zhou, J. Zhang, and W. Wu, J. Appl. Phys. 127, 054306 (2020).
- D.E. Kharzeev, Progress in Particle and Nuclear Physics 75, 133 (2014).
- B. Z. Spivak and A.V. Andreev, Phys. Rev. B 93, 085107 (2016).
- A.A. Burkov, Phys. Rev. B 91, 245157 (2015).
- Q. Li, D.E. Kharzeev, C. Zhang, Y. Huang, I. Pletikosi, A.V. Fedorov, R.D. Zhong, J.A. Schneeloch, G.D. Gu, and T. Valla, Nat. Phys 12, 550 (2016).
- A. Sekine, D. Culcer, and A.H. MacDonald, Phys. Rev. B 96, 235134 (2017).
- A.T. Lonchakov and S.B. Bobin, J. Phys. Condens. Matter 35, 065501 (2023).
- A.T. Lonchakov, S.B. Bobin, V.V. Deryushkin, V. I. Okulov, T.E. Govorkova, and V.N. Neverov, Appl. Phys. Lett. 112, 082101 (2018).
- S.B. Bobin, A.T. Lonchakov, V.V. Deryushkin, and V.N. Neverov, J. Phys. Condens. Matter 31, 115701 (2019).
- A.T. Lonchakov, S.B. Bobin, V.V. Deryushkin, and V.N. Neverov, J. Phys. Condens. Matter 31, 405706 (2019).
- C.R. Whitsett, Phys. Rev. 138, A829 (1965).
- I.M. Tsidilkovski, Electron Spectrum of Gapless Semiconductors, Springer, Berlin, N.Y. (1996).
- C.-L. Zhang, S.-Y. Xu, I. Belopolski et al. (Collaboration), Nat. Commun. 7, 10735 (2016).
- X. Huang, L. Zhao, Y. Long, P.Wang, D. Chen, Z. Yang, H. Liang, M. Xue, H. Weng, Z. Fang, X. Dai, and G. Chen, Phys. Rev. X 5, 031023 (2015).
- C. Shekhar, A.K. Nayak, Y. Sun et al. (Collaboration), Nat. Phys. 11, 645 (2015).
- Z. Wang, Y. Zheng, Z. Shen, Y. Lu, H. Fang, F. Sheng, Y. Zhou, X. Yang, Y. Li, C. Feng, and Z.-A. Xu, Phys. Rev. B 93, 121112 (2016).
- J. Du, H. Wang, Q. Chen, Q.H. Mao, R. Khan, B. J. Xu, Y.X. Zhou, Y.N. Zhang, J.H. Yang, B. Chen, C.M. Feng, and M.H. Fang, Science China Physics, Mechanics & Astronomy 59, 657406 (2016).
- W. Gao, M. Han, Z. Chen, A. Zhu, Y. Han, M. Zhu, X. Zhu, and M. Tian, Appl. Phys. Lett. 122, 173102 (2023).