Обнаружение кирального магнитного эффекта и гигантского планарного эффекта Холла в монокристаллах селенида ртути

А.Т. Лончаков, С.Б. Бобин

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
 

В немагнитном изотропном селениде ртути обнаружены два магнитотранспортных эффекта, которые индуцируются киральной аномалией. Первый эффект – киральный магнитный эффект, который наблюдается в магнитном поле, направленном вдоль электрического тока. Он проявляется в виде положительной продольной магнитопроводимости (отрицательного магнитосопротивления) без тенденции к насыщению, имеющей квадратичную зависимость от магнитного поля. Второй эффект – планарный эффект Холла, который наблюдается в направлении перпендикулярном направлению электрического тока (планарная конфигурация). Он имеет вид осциллирующей зависимости холловского и планарного магнитосопротивления от угла поворота образца в магнитном поле. Причем, амплитуда эффекта в ультрачистом монокристаллическом HgSe на порядки превышает амплитуду планарного эффекта Холла в известных топологических материалах. Одновременное наблюдение этих эффектов является весомым аргументом в пользу топологической природы электронного спектра HgSe.

 
 
Рис. 1. Магнитотранспортные проявления киральной аномалии в HgSe. (а) – Магнитополевая зависимость относительного продольного магнитосопротивления MR в HgSe при температуре 150 К для образцов с разной концентрацией электронов ne. (б) – Угловая зависимость планарного эффекта Холла ρxy и планарного магнитосопротивления ρxxв магнитном поле 10 Тл при температуре 150 К для ультрачистого образца HgSe с ne = 5.5·1015 см-3. Символы – эксперимент, сплошные линии – подгонка с помощью формул для планарного эффекта Холла.

 

 

  1. Positive longitudinal magnetoconductivity induced by chiral magnetic effect in mercury selenide / A.T. Lonchakov, S.B. Bobin // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2023. — V. 35. — P. 65501—65508.
  2. Гигантский планарный эффект Холла в ультрачистом монокристаллическом образце селенида ртути / С.Б. Бобин, А.Т. Лончаков // Письма в ЖЭТФ. — 2023. — V. 118. — P. 506—512.

 

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение.

Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег. № 122021000039-4, Шифр «Электрон».