We report large magnetoresistance (MR) and Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations in single crystals of magnetically (M= Ni and Fe) doped M$_x$Bi$_{0.97-x}$Sb$_{0.03}$ ($x=$ 0, 0.02) topological insulators. The R$\bar{3}$m symmetry and phase have been confirmed by the Rietveld refinement of x-ray diffraction data. Interestingly, a magnetic field induced phase transition from semi-metallic to semi-conducting type is found with the energy gap around 80 meV at 15 Tesla in the $x=$ 0 sample. Moreover, we observe linear behavior of MR up to 15 Tesla in transverse mode and SdH oscillations in longitudinal mode where the field direction is with respect to the current and crystal plane. For the parent sample, we found the coherence length L$_ϕ=$ 12.7 nm through the fitting of MR data in transverse mode with modified H-L-N equation. The extracted frequencies of SdH oscillations using the fast Fourier transform method and Landau level (LL) fan diagram are found to be consistent for the parent and Ni doped samples. The determined Fermi surface area is found to be slightly larger in Ni doped as compared to the parent sample possibly due to change in the Fermi energy. The Kohler's plot indicates a single scattering mechanism below 100 K. More importantly, the analysis with the help of LL fan diagram reveals the non-zero Berry phase $ϕ_{\rm B}= -$(1$\pm$0.1)$π$, which demonstrates the non-trivial topological states near the Dirac point in the parent and Ni doped samples.
Observation of Negative Magnetoresistance and nontrivial $π$ Berrys phase in 3D Weyl semi-metal NbAs
我们报告的电输运性质的铌砷,这是一个外尔半金属候选人提出最近的理论计算和最近的角分辨光电子能谱(ARPES)数据证实。我们发现了人们期待已久的负磁阻产生的手征异常NbAs。从非常弱的磁场开始,已检测到清晰的Shubnikov de Haas(SdH)振荡。SdH峰的分析给出了沿回旋加速器轨道积累的Berry相位为$π$,表明Weyl点的存在。
Magnetic field control of charge structures in the magnetically disordered phase of the multiferroic LuFe$_2$O$_4$
利用中子衍射研究了磁场对电荷有序多铁性材料LuFe $_2$ O $_4$中电荷结构的影响。一个外部磁场能够改变的大小和相关长度的电荷价序,甚至在磁秩序设置。这会影响材料的介电和铁电特性,并引起巨磁电效应。我们的研究结果表明,在LuFe $_2$ O $_4$的磁电耦合可能是由于局部自旋磁场效应,在明显的对比,在大多数其他已知的多铁性系统的情况下,体磁秩序是重要的。
Magnetically-Driven Ferroelectric Atomic Displacements in perovskite like YMnO3
磁驱动铁电原子位移的数量级为10 $^{-3} Angstrom have been observed in orthorhombic (perovskite like) YMnO$ _3 $ by a single-crystal synchrotron x-ray diffraction. The refined polar structure shows the characteristic bond alternation driven by the exchange striction in staggered Mn-O-Mn arrays with $ \uparrow \uparrow \downarrow \downarrow $型有序,引起沿a轴的自发极化。第一性原理计算的基础上的贝里相位方法以及实验上细化的晶体结构可以重现所观察到的偏振值。
Terahertz Magneto-optical investigation of quadrupolar spin-lattice effects in magnetically frustrated Tb2Ti2O7
National Institute of Chemical Physics and Biophysics(爱沙尼亚化学物理与生物物理研究所);Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,内耳研究所);ICMMO, Université Paris-Saclay, CNRS(巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心,分子与材料化学研究所);Institute of Radiation Physics, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心,辐射物理研究所);Institute of Physics II, University of Cologne(科隆大学,第二物理研究所);Institute of Solid State Physics, Vienna University of Technology(维也纳工业大学,固体物理研究所)
本研究通过太赫兹光谱和量子计算揭示了磁性 frustrated Tb2Ti2O7 中四极自旋-晶格效应,发现其在 3 K 时存在振动耦合,表明该材料具有磁性双折射特性。
Topological nontrivial berry phase in altermagnet CrSb
China Jiliang University(中国计量大学);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Beijing Polytechnic College(北京工业职业技术学院);School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院);School of Physics, Hangzhou Normal University(杭州师范大学物理学院);Anhui Province Key Laboratory of Condensed Matter Physics at Extreme Conditions, High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心)
Quantum oscillations with non-zero Berry phase from a complex three dimensional Fermi surface in Bi2Te3
我们进行了角度相关的磁电阻研究的金属单晶样品的Bi 2 Te 3。我们发现当磁场与样品平面垂直方向成小角度时,样品的磁电阻在正、负磁场中是高度不对称的。当角度接近90度时,磁阻变得对称。量子Shubnikov de-Haas振荡是对称的,并且显示出具有非零Berry相位形式的Dirac色散的拓扑表面态的特征。然而,这些振荡的角度依赖性表明一个复杂的三维费米面作为这些振荡的源,这并不完全符合六椭球模型的费米面的Bi 2 Te 3。我们将磁阻的不对称性归因于纵向电阻中的霍尔电压的混合,这是由于我们的样品中的霍尔和纵向电阻的幅度相当。这为理解这种材料和类似材料中常见的非对称磁阻提供了线索。此外,不对称性质随着暴露于大气和热循环而演变,我们认为这是由于暴露于大气或热循环,或者两者都影响载流子浓度,从而影响这些样品中的霍尔信号。然而,量子振荡似乎对这些因素具有鲁棒性,这表明两者具有不同的起源。
Magnetically induced electric polarization reversal in multiferroic TbMn$_2$O$_5$: Terbium spin reorientation studied by resonant x-ray diffraction
在多铁性TbMn $_2$ O $_5$中,铽离子的行为形成磁电耦合的关键部分。结果是在2 T下磁感应电极化的强度反转。在这篇文章中,我们提出了在外加磁场下的铽磁性结构的第一个直接测量。与目前对\tmo磁性的解释相反,我们表明,在电极化的强度反转时,铽子晶格采用倾斜的反铁磁结构,具有平行于\textit{a}轴的磁矩的大分量。此外,我们提供的证据之间的耦合锰的3D磁性结构和铽$4f$磁性,这是在难以捉摸的磁电机制发挥重要的意义。
Experimental Observation of Quantum Hall Effect and Berry's Phase in Graphene
当电子被限制在二维(2D)材料中时,可以观察到量子力学增强的输运现象,如量子霍尔效应(QHE)所例示的。石墨烯是一种孤立的石墨单原子层,是这种2D系统的理想实现。在这里,我们报告了一个高迁移率的单层石墨烯的磁输运的实验研究。利用电场效应调节化学势,我们观察到石墨烯中电子和空穴载流子的不寻常的半整数QHE。在依赖于温度的Shubnikov de Haas振荡中,在Dirac点处观察到有效载流子质量消失,这探测了“相对论”Dirac粒子类色散。Berry相位与这些实验的相关性通过与石墨烯能带结构的特殊拓扑结构相关的磁振荡的相移来证实。
Temperature-invariant magneto-optical Kerr effect in a noncollinear antiferromagnet
University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Irvine Materials Research Institute, University of California, Irvine(加州大学尔湾分校欧文材料研究所);Colorado State University(科罗拉多州立大学)