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第一作者：Yaoxin Li, Yongchao Wang, Zichen Lian

通訊作者：劉暢

通訊單位：中國人民大學

論文速覽

范德華反鐵磁拓撲絕緣體MnBi₂Te₄是探索層依賴磁性和拓撲態(tài)物質(zhì)的理想平臺。最近觀察到的磁性和輸運性質(zhì)之間的差異引起了關于MnBi₂Te₄基態(tài)拓撲性質(zhì)的爭議。

在本文中，研究團隊展示了制備過程可以在幾層MnBi₂Te₄中誘導不匹配的偶奇層依賴的磁輸運。對6層和7層MnBi₂Te₄的磁輸運性質(zhì)進行了全面研究，并揭示了無論是偶數(shù)層還是奇數(shù)層設備都可以在零磁場下顯示零霍爾平臺現(xiàn)象。

重要的是，通過對200多個MnBi₂Te₄片的光學對比度進行統(tǒng)計調(diào)查，發(fā)現(xiàn)奇數(shù)層設備中的零霍爾平臺起源于制備過程中有效厚度的減少，這是以前對2D材料研究中很少注意到的因素。研究發(fā)現(xiàn)不僅為關于MnBi₂Te₄中偶奇層依賴磁輸運差異的爭議提供了解釋，而且突出了2D材料設備制備和表征中的關鍵問題。

圖文導讀

圖1：展示了多層MnBi₂Te₄晶體結(jié)構(gòu)和基本的厚度校準。通過光學圖像、原子力顯微鏡和掃描超導量子干涉裝置（SQUID）確定了片材的厚度，并觀察到隨著厚度的增加，光學對比度（Oc）從負變正。

圖2：展示了6層和7層MnBi₂Te₄設備在不同柵極電壓（Vg）下的零霍爾平臺的演變。6層設備在寬Vg范圍內(nèi)顯示出零霍爾平臺，而7層設備僅在特定Vg下出現(xiàn)。

圖3：展示了6層和7層MnBi₂Te₄設備的Vg依賴性輸運性質(zhì)和光學圖像。7層設備在制備后Oc顯著降低，表明厚度可能減少了1層。

圖4：對200多個MnBi2Te4片進行了光學性質(zhì)的統(tǒng)計調(diào)查，并分析了制備過程對電荷輸運的影響。發(fā)現(xiàn)PMMA與MnBi2Te4表面的接觸對Oc的降低起著關鍵作用。

總結(jié)展望

本研究通過對MnBi₂Te₄的制備過程和磁輸運性質(zhì)的系統(tǒng)研究，揭示了制備過程對2D材料設備性能的重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，制備過程中的電子束光刻（EBL）方法可以導致MnBi₂Te₄的有效厚度減少，從而改變了其磁輸運特性。特別是，奇數(shù)層設備中觀察到的零霍爾平臺現(xiàn)象，是由于制備過程中有效厚度的減少所致。

此外，通過統(tǒng)計分析200多個MnBi₂Te₄片的光學對比度變化，進一步證實了制備過程對材料性能的影響。這些發(fā)現(xiàn)對于理解和改進2D材料的制備工藝具有重要意義，為實現(xiàn)高質(zhì)量的MnBi2Te4設備提供了新的視角，有助于推動拓撲量子現(xiàn)象的探索和應用。

文獻信息

標題：Fabrication-induced even-odd discrepancy of magnetotransport in few-layer MnBi2Te4

期刊：Nature Communications

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/04/23/e8fd0d202b/

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