Topological Antiferromagnetic Van der Waals Phase in Topological Insulator/Ferromagnet Heterostructures Synthesized by a CMOS-Compatible Sputtering Technique.
ferromagnets
interface
magnetic topological insulators
topological insulators
van der Waals materials
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Apr 2022
Apr 2022
Historique:
revised:
30
01
2022
received:
01
11
2021
pubmed:
9
2
2022
medline:
9
2
2022
entrez:
8
2
2022
Statut:
ppublish
Résumé
Breaking time-reversal symmetry by introducing magnetic order, thereby opening a gap in the topological surface state bands, is essential for realizing useful topological properties such as the quantum anomalous Hall and axion insulator states. In this work, a novel topological antiferromagnetic (AFM) phase is created at the interface of a sputtered, c-axis-oriented, topological insulator/ferromagnet heterostructure-Bi
Identifiants
pubmed: 35132680
doi: 10.1002/adma.202108790
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2108790Subventions
Organisme : the National Science Foundation
ID : DMR-1905662
Informations de copyright
© 2022 Wiley-VCH GmbH.
Références
F. D. M. Haldane, Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2015
R. Yu, W. Zhang, H. J. Zhang, S. C. Zhang, X. Dai, Z. Fanvg, Science 2010, 329, 61.
C. Z. Chang, J. Zhang, X. Feng, J. Shen, Z. Zhang, M. Guo, K. Li, Y. Ou, P. Wei, L.-L. Wang, Z.-Q. Ji, Y. Feng, S. Ji, X. Chen, J. Jia, X. Dai, Z. Fang, S.-C. Zhang, K. He, Y. Wang, L. Lu, X.-C. Ma, Q.-K. Xue, Science 2013, 340, 167.
C. Z. Chang, W. Zhao, D. Y. Kim, H. Zhang, B. A. Assaf, D. Heiman, S.-C. Zhang, C. Liu, M. H. Chan, J. S. Moodera, Nat. Mater. 2015, 14, 473.
Y. Tokura, K. Yasuda, A. Tsukazaki, Nat. Rev. Phys. 2019, 1, 126.
C. Liu, Y. Wang, H. Li, Y. Wu, Y. Li, J. Li, K. He, Y. Xu, J. Zhang, Y. Wang, Nat. Mater. 2020, 19, 522.
W. Wang, Y. Ou, C. Liu, Y. Wang, K. He, Q. K. Xue, W. Wu, Nat. Phys. 2018, 14, 791.
J. Teng, N. Liu, Y. Li, J. Semicond. 2019, 40, 081507.
A. Tcakaev, V. B. Zabolotnyy, R. J. Green, T. R. F. Peixoto, F. Stier, M. Dettbarn, S. Schreyeck, M. Winnerlein, R. C. Vidal, S. Schatz, H. B. Vasili, M. Valvidares, K. Brunner, C. Gould, H. Bentmann, F. Reinert, L. W. Molenkamp, V. Hinkov, Phys. Rev. B 2020, 101, 045127.
A. Tcakaev, V. B. Zabolotnyy, C. I. Fornari, P. Rüßmann, T. R. F. Peixoto, F. Stier, M. Dettbarn, P. Kagerer, E. Weschke, E. Schierle, P. Bencok, P. H. O. Rappl, E. Abramof, H. Bentmann, E. Goering, F. Reinert, V. Hinkov, Phys. Rev. B 2020, 102, 184401
Y. Ni, Z. Zhang, I. C. Nlebedim, R. L. Hadimani, G. Tuttle, D. C. Jiles, J. Appl. Phys. 2015, 117, 17C748.
F. Katmis, V. Lauter, F. S. Nogueira, B. A. Assaf, M. E. Jamer, P. Wei, B. Satpati, J. W. Freeland, I. Eremin, D. Heiman, P. Jarillo-Herrero, J. S. Moodera, Nature 2016, 533, 513.
X. Che, K. Murata, L. Pan, Q. L. He, G. Yu, Q. Shao, G. Yin, P. Deng, Y. Fan, B. Ma, X. Liang, B. Zhang, X. Han, L. Bi, Q. H. Yang, H. Zhang, K. L. Wang, ACS Nano 2018, 12, 5042.
C. Lee, F. Katmis, P. Jarillo-Herrero, J. S. Moodera, N. Gedik, Nat. Commun. 2016, 7, 12014.
W. Y. Choi, J. H. Jeon, H. W. Bang, W. Yoo, S. K. Jerng, S. H. Chun, S. Lee, M. H. Jung, Adv. Quantum Technol. 2021, 4, 2000124.
J. A. Hutasoit, T. D. Stanescu, Phys. Rev. B 2011, 84, 085103.
J. M. Marmolejo-Tejada, K. Dolui, P. Lazić, P. H. Chang, S. Smidstrup, D. Stradi, K. Stokbro, B. K. Nikolic, Nano Lett. 2017, 17, 5626.
I. Zutic, A. Matos-Abiague, B. Scharf, H. Dery, K. Belashchenko, Mater. Today 2019, 22, 85.
J. Li, Y. Li, S. Du, Z. Wang, B. L. Gu, S. C. Zhang, K. He, W. Duan, Y. Xu, Sci. Adv. 2019, 5, eaaw5685.
Z. Li, J. Li, K. He, X. Wan, W. Duan, Y. Xu, Phys. Rev. B 2020, 102, 081107(R).
Y. Lia, Y. Xu, Comp. Mater. Sci. 2021, 190, 110262
H. Fu, C.-X. Liu, B. Yan, Sci. Adv. 2020, 6, eaaz0948
Y. Gong, J. Guo, J. Li, K. Zhu, M. Liao, X. Liu, Q. Zhang, L. Gu, L. Tang, X. Feng, D. Zhang, W. Li, C. Song, L. Wang, P. Yu, X. Chen, H. Y. Y. Wang, W. Duan, Y. Xu, S. C. Zhang, X. Ma, Q. K. Xue, K. He, Chin. Phys. Lett. 2019, 36, 076801.
M. Z. Shi, B. Lei, C. S. Zhu, D. H. Ma, J. H. Cui, Z. L. Sun, J. J. Ying, X. H. Chen, Phys. Rev. B 2019, 100, 155144.
E. D. L. Rienks, S. Wimmer, J. S. Barriga, O. Caha, P. S. Mandal, J. Růžička, A. Ney, H. Steiner, V. V. Volobuev, H. Groiss, M. Albu, G. Kothleitner, Nature 2019, 576, 423
J. Wu, F. Liu, M. Sasase, K. Ienaga, Y. Obata, R. Yukawa, K. Horiba, H. Kumigashira, S. Okuma, T. Inoshita, H. Hosono, Sci. Adv. 2019, 5, eaax9989.
Y. Deng, Y. Yu, M. Z. Shi, Z. Guo, Z. Xu, J. Wang, X. H. Chen, Y. Zhang, Science 2020, 367, 895.
H. Deng, Z. Chen, A. Wołoś, M. Konczykowski, K. Sobczak, J. Sitnicka, I. V. Fedorchenko, J. Borysiuk, T. Heider, Ł. Pluciński, K. Park, A. B. Georgescu, J. Cano, L. K. Elbaum, Nat. Phys. 2021, 17, 36.
Y. S. Hor, A. J. Williams, J. G. Checkelsky, P. Roushan, J. Seo, Q. Xu, H. W. Zandbergen, A. Yazdani, N. P. Ong, R. J. Cava, Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 057001.
S. J. Chang, P. Y. Chuang, C. W. Chong, Y. J. Chen, J. C. A. Huang, P. W. Chene, Y. C. Tseng, RSC Adv. 2018, 8, 7785.
L. A. Walsh, C. M. Smyth, C. L. Hinkle, J. Phys. Chem. C 2017, 121, 23551.
K. Ferfolja, M. Fanetti, S. Gardonio, M. Panighel, I. Pis, S. Nappini, M. Valant, J. Mater. Chem. C 2020, 8, 11492.
M. DC, R. Grassi, J. Y. Chen, M. Jamali, D. R. Hickey, D. Zhang, Z. Zhao, H. Li, P. Quarterman, Y. Lv, M. Li, A. Manchon, K. A. Mkhoyan, T. Low, J. P. Wang, Nat. Mater. 2018, 17, 800.
M. DC, T. Liu, J. Y. Chen, T. Peterson, P. Sahu, H. Li, Z. Zhao, M. Wu, J. P. Wang, Appl. Phys. Lett. 2019, 114, 102401.
Q. Guo, Y. Wu, L. Xu, Y. Gong, Y. Ou, Y. Liu, L. Li, Y. Yan, G. Han, D. Wang, L. Wang, S. Long, B. Zhang, X. Cao, S. Yang, X. Wang, Y. Huang, T. Liu, G. Yu, K. He, J. Teng, Chin. Phys. Lett. 2020, 37, 057301.
a) Q. X. Guo, Z. X. Ren, Y. Y. Huang, Z. C. Zheng, X. M. Wang, W. Hw, Z. D. Zhu, J. Teng, Chin. Phys. B 2021, 30, 067307;
b) T. Y. Chen, C. W. Peng, C. F. Pai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 7788.
J. A. Thornton, J. Vac. Sci. Technol. 1974, 11, 666.
R. L. Stamps, J. Phys. D: Appl. Phys. 2000, 33, R247
J. Saha, R. H. Victora, Phys. Rev. B 2007, 76, 100405(R)
J. K. Murthy, P. S. Anil Kumar, Sci. Rep. 2017, 7, 6919
C. Leighton, J. Nogués, B. J. Jönsson-Åkerman, I. K. Schuller, Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 3466.
T. Maity, S. Goswami, D. Bhattacharya, S. Roy, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 107201.
J. Liu, A. Singh, Y. Yang, F. Liu, A. Ionescu, B. Kuerbanjiang, C. H. W. Barnes, T. Hesjedal, Nano Lett. 2020, 20, 5315.
W. B. Rui, Y. Hu, A. Du, M. W. X. B. You, W. Zhang, S. M. Zhou, J. Du, Sci. Rep. 2015, 5, 13640.
R. J. O. Mossanek, G. Dominguez-Canizares, A. Gutierrez, M. Abbate, D. Diaz-Fernandez, L. Soriano, J. Phys.: Condens. Matter 2013, 25, 495506.
Z. L. Wang, J. S. Yin, Y. D. Jiang, Micron 2000, 31, 571
H. W. Nesbitt, D. Legrand, G. M. Bancroft, Phys. Chem. Miner. 2000, 27, 357.
Q. Mao, Y. Zhang, Q. Chen, R. Li, X. Geng, J. Yang, H. Hao, M. Fang, Phys. Status Solidi B 2020, 257, 1900224.
C. Xu, B. Li, W. Jiao, W. Zhou, B. Qian, R. Sankar, N. D. Zhigadlo, Y. Qi, D. Qian, F. C. Chou, X. Xu, Chem. Mater. 2018, 30, 4823.
M. Aras, C. Kilic, S. Ciraci, Phys. Rev. B 2020, 101, 054429.
B. Ghosh, D. Mondal, C. N. Kuo, C. S. Lue, J. Nayak, J. Fujii, I. Vobornik, A. Politano, A. Agarwal, Phys. Rev. B 2019, 100, 195134.
M. Eschbach, M. Lanius, C. Niu, E. Młyńczak, P. Gospodarič, J. Kellner, P. Schüffelgen, M. Gehlmann, S. Döring, E. Neumann, M. Luysberg, G. Mussler, L. Plucinski, M. Morgenstern, D. Grützmacher, G. Bihlmayer, S. Blügel, C. M. Schneider, Nat. Commun. 2017, 8, 14976.
A. Mauger, C. Godart, Phys. Rep. 1986, 141, 51.
S. Wimmer, J. Sánchez-Barriga, P. Küppers, A. Ney, E. Schierle, F. Freyse, O. Caha, J. Michalicka, M. Liebmann, D. Primetzhofer, M. Hoffmann, A. Ernst, M. M. Otrokov, G. Bihlmayer, E. Weschke, B. Lake, E. V. Chulkov, M. Morgenstern, G. Bauer, G. Springholz, O. Rader, Adv. Mater. 2021, 33, 2102935.
G. Li, C. Felser, Appl. Phys. Lett. 2020, 116, 070501.
S. Blundell, M. Gester, J. Bland, H. Lauter, V. Pasyuk, A. Petrenko, Phys. Rev. B 1995, 51, 9395.
V. Lauter-Pasyuk, Collection SFN 2007, 7, s221.
V. Lauter, H. Ambaye, R. Goyette, W.-T. H. Lee, A. Parizzi, Phys. B 2009, 404, 2543.
V. Lauter-Pasyuk, H. Lauter, B. Toperverg, O. Nikonov, E. Kravtsov, M. Milyaev, L. Romashev, V. Ustinov, Phys. B 2000, 283, 194
H. Zabel, K. Theis-Bröhl, B. P. Toperverg, Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Vol. 12, Wiley, New York 2007, p. 1237.