磁性拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应

作者：冯硝; 何珂^*; 薛其坤^*

来源：哈尔滨工业大学学报, 2020, 52(06): 1-11.

• 量子反常霍尔效应
• 拓扑绝缘体
• 铁磁绝缘体
• 反铁磁绝缘体
• 分子束外延

量子反常霍尔效应是一种不需要外磁场、具有手性边缘态的量子化霍尔效应,可以用于构建其他新奇量子态和发展未来低功耗电子学器件等.该全新的量子效应于2012年首先由中国科学家在五层Cr掺杂的(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体薄膜中实现.在过去七年间,经过大家的努力,其观测温度从最初的30 mK已经提高到2 K左右,进一步提高量子反常霍尔效应的观测温度是目前该领域主要的研究方向之一,是许多拓扑量子效应走向应用的关键因素.本文主要总结了量子反常霍尔效应研究的实验进展,特别在提高其观测温度方面的研究进展.文章包括四个部分:前两个部分分别介绍磁性掺杂和磁性近邻拓扑绝缘体体系中量子反常霍尔效应研究,第三部分介绍最新发现的内禀磁性拓扑绝缘体体系,最后一部分对设计和构造高温量子反常霍尔效应系统的原理和路线图给出一些建议和展望.

• 单位
  清华大学; 低维量子物理国家重点实验室; 北京量子信息科学研究院