Efeitos Hall anômalos quânticos ajustáveis em heteroestruturas de van der Waals
(a) Estrutura cristalina de Bi/MnBi2 Te4 heteroestrutura vdW. (b) Diagrama esquemático mostrando magnetismo controlável e transição de fase topológica no material. A orientação de magnetização (Mi :eu=x, y,z; setas vermelhas) é ajustável pela aplicação de tensão (indicada por setas roxas) ou campo magnético. Estados QAH com números de Chern controláveis são realizados alterando a orientação da magnetização ou torcendo a heteroestrutura vdW. Crédito:Science China Press O efeito Hall anômalo quântico (QAHE) tem vantagens únicas em aplicações topotrônicas, mas realizar o QAHE com propriedades magnéticas e topológicas ajustáveis para a construção de dispositivos funcionais ainda é um desafio científico importante. Através de cálculos de primeiros princípios, os pesquisadores previram um material candidato que atende a esses requisitos.
O trabalho relacionado foi publicado recentemente na National Science Review sob o título "Efeitos Hall anômalos quânticos ajustáveis em heteroestruturas ferromagnéticas de van der Waals."
Os professores Wenhui Duan e Yong Xu, do Departamento de Física da Universidade de Tsinghua, são os co-autores correspondentes do artigo. O pós-doutorado Feng Xue, afiliado ao Departamento de Física da Universidade de Tsinghua e à Academia de Ciências da Informação Quântica de Pequim, é o primeiro autor.
Coautores adicionais incluem o professor Ruqian Wu da Universidade da Califórnia, Irvine, o professor Ke He da Universidade de Tsinghua, o professor associado Yusheng Hou da Universidade Sun Yat-sen, o estudante de doutorado Zhe Wang da Universidade Fudan e o estudante de doutorado Qiming Xu da Universidade de Tsinghua. .
O efeito Hall anômalo quântico é um fenômeno topológico caracterizado pelo aparecimento de condutância Hall quantizada sem um campo magnético externo, com potencial significativo para dispositivos eletrônicos de próxima geração. Através de cálculos sistemáticos de primeiros princípios, a equipe de pesquisa prevê que o QAHE induzido pela magnetização no plano e fora do plano pode ser alcançado dentro de um único sistema material composto por Bi e MnBi acoplados a van der Waals2 Te 4 monocamadas.
Ao aplicar deformação, campo magnético ou torcer os materiais, mudanças significativas nas propriedades magnéticas e topológicas do sistema podem ser induzidas, resultando em estados qahe altamente ajustáveis. Este estudo não apenas fornece uma plataforma de material prática para a eletrônica topológica, mas também abre novos caminhos para uma maior exploração experimental e teórica do efeito Hall anômalo quântico.
