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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(guó)人民大學(xué)

論文速覽

范德華反鐵磁拓?fù)浣^緣體MnBi₂Te₄是探索層依賴(lài)磁性和拓?fù)鋺B(tài)物質(zhì)的理想平臺(tái)。最近觀(guān)察到的磁性和輸運(yùn)性質(zhì)之間的差異引起了關(guān)于MnBi₂Te₄基態(tài)拓?fù)湫再|(zhì)的爭(zhēng)議。

在本文中，研究團(tuán)隊(duì)展示了制備過(guò)程可以在幾層MnBi₂Te₄中誘導(dǎo)不匹配的偶奇層依賴(lài)的磁輸運(yùn)。對(duì)6層和7層MnBi₂Te₄的磁輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了全面研究，并揭示了無(wú)論是偶數(shù)層還是奇數(shù)層設(shè)備都可以在零磁場(chǎng)下顯示零霍爾平臺(tái)現(xiàn)象。

重要的是，通過(guò)對(duì)200多個(gè)MnBi₂Te₄片的光學(xué)對(duì)比度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)奇數(shù)層設(shè)備中的零霍爾平臺(tái)起源于制備過(guò)程中有效厚度的減少，這是以前對(duì)2D材料研究中很少注意到的因素。研究發(fā)現(xiàn)不僅為關(guān)于MnBi₂Te₄中偶奇層依賴(lài)磁輸運(yùn)差異的爭(zhēng)議提供了解釋?zhuān)彝怀隽?D材料設(shè)備制備和表征中的關(guān)鍵問(wèn)題。

圖文導(dǎo)讀

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

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

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

圖4：對(duì)200多個(gè)MnBi2Te4片進(jìn)行了光學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，并分析了制備過(guò)程對(duì)電荷輸運(yùn)的影響。發(fā)現(xiàn)PMMA與MnBi2Te4表面的接觸對(duì)Oc的降低起著關(guān)鍵作用。

總結(jié)展望

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

此外，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析200多個(gè)MnBi₂Te₄片的光學(xué)對(duì)比度變化，進(jìn)一步證實(shí)了制備過(guò)程對(duì)材料性能的影響。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解和改進(jìn)2D材料的制備工藝具有重要意義，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的MnBi2Te4設(shè)備提供了新的視角，有助于推動(dòng)拓?fù)淞孔蝇F(xiàn)象的探索和應(yīng)用。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Fabrication-induced even-odd discrepancy of magnetotransport in few-layer MnBi2Te4

期刊：Nature Communications

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/04/23/e8fd0d202b/

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