Sobstvennyy anomal'nyy effekt Kholla na poverkhnosti magnitnogo poluprovodnika s sil'nym effektom Rashba

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

References

  1. M. Z. Hasan and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
  2. X. L. Qi and S. C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
  3. Y. Tokura, K. Yasuda, and A. Tsukazaki, Nat. Rev. Phys. 1, 126 (2019).
  4. C. Z. Chang, J. Zhang, X. Feng et al. (Collaboration), Science 340, 167 (2013).
  5. K. He, Y. Y. Wang, and Q. K. Xue, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 9, 329 (2018).
  6. C.-Z. Chang, C.-X. Liu, and A. H. Macdonald, Rev. Mod. Phys. 95, 011002 (2023).
  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. A. Sekine and K. Nomura, J. Appl. Phys. 129, 141101 (2021).
  9. O. Breunig and Y. Ando, Nature Reviews Physics 4, 184 (2022).
  10. Q. L. He, T. L. Hughes, N. P. Armitage, Y. Tokura, and K. L. Wang, Nat. Mater. 21, 15 (2022).
  11. D. Xiao, M. C. Chang, and Q. Niu, Rev. Mod. Phys. 82, 1959 (2010).
  12. N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, A. H. MacDonald, and N. P. Ong, Rev. Mod. Phys. 82, 1539 (2010).
  13. T. Jungwirth, Q. Niu, and A. H. MacDonald, Phys. Rev. Lett. 88, 2070208 (2002).
  14. D. Culcer, A. H. MacDonald, and Q. Niu, Phys. Rev. B 68, 045327 (2003).
  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. V. K. Dugaev, P. Bruno, M. Taillefumier, B. Canals, and C. Lacroix, Phys. Rev. B 71, 224423 (2005).
  17. Y. A. Bychkov and E. I. Rashba, J. Phys. C: Solid State Phys. 17, 6039 (1984).
  18. Y. A. Bychkov and E. I. Rashba, JETP Lett. 39, 78 (1984).
  19. G. Bihlmayer, O. Rader, and R. Winkler, New J. Phys. 17, 050202 (2015).
  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. H. Bentmann, F. Forster, G. Bihlmayer, E. V. Chulkov, L. Moreschini, M. Grioni, and F. Reinert, Europhys. Lett. 87, 37003 (2009).
  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. K. Ishizaka, M. S. Bahramy, H. Murakawa et al. (Collaboration), Nat. Mater. 10, 521 (2011).
  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. 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. A. M. Shikin, A. A. Rybkina, D. A. Estyunin et al. (Collaboration), Sci. Rep. 11, 23332 (2021).
  27. K. Yasuda, M. Mogi, R. Yoshimi, A. Tsukazaki, K. S. Takahashi, M. Kawasaki, F. Kagawa, and Y. Tokura, Science 358, 1311 (2017).
  28. J. G. Checkelsky, J. T. Ye, Y. Onose, Y. Iwasa, and Y. Tokura, Nat. Phys. 8, 729 (2012).
  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. I. P. Rusinov, V. N. Men’shov, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 104, 035411 (2021).
  31. В. Н. Меньшов, И. П. Русинов, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 114, 768 (2021).
  32. V. N. Men’shov, I. A. Shvets, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 106, 205301 (2022).
  33. В. Н. Меньшов, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 117, 147 (2023).
  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. I. P. Rusinov, V. N. Men’shov, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. B 110, 195405 (2024).
  36. A. Manchon, H. C. Koo, J. Nitta, S. M. Frolov, and R. A. Duine, Nat. Mater. 14, 871 (2015).
  37. G. Bihlmayer, P. Noel, D. V. Vyalikh, E. V. Chulkov, and A. Manchon, Nat. Rev. Phys. 4, 642 (2022).
  38. В. Н. Меньшов, И. А. Швец, Е. В. Чулков, Письма в ЖЭТФ 110, 777 (2019).
  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. S. V. Eremeev, I. A. Nechaev, Yu. M. Koroteev, P. M. Echenique, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. Lett. 108, 246802 (2012).
  41. K. Panos, R. R. Gerhardts, J. Weis, and K. v. Klitzing, New J. Phys. 16, 113071 (2014).
  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. 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. 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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».