Схема слоистого эффекта Холла (а) и скрытой кривизны Берри со слоями (б) в двухслойном антиферромагнитном изоляторе. В эффекте Холла слоя электроны спонтанно отклоняются в противоположные стороны в разных слоях (красная и синяя кривые со стрелками) из-за скрытой кривизны Берри, заблокированной слоями. (c)-(d) Когда приложено перпендикулярное электрическое поле (голубая стрелка), система показывает аномальные эффекты Холла, заблокированные слоями, которые настраиваются в зависимости от направления электрического поля. Желтые стрелки указывают антиферромагнитные конфигурации. Зеленые стрелки обозначают электрическое поле Ey в плоскости для измерения Холла. Предоставлено: Science China Press.

Авторы предложили универсальную картину в терминах скрытой кривизны Берри для слоистого эффекта Холла. Они показывают, что существование эффекта Холла слоя не имеет отношения к электрическому полю, которое похоже на эффект долины/спин Холла. Поэтому они также предложили альтернативный подход, нелокальные измерения, для выявления эффекта Холла слоя без приложения электрического поля.

Авторы выявили три отличительные черты, усиливающие эффект Холла слоя в PT-симметричных антиферромагнитных изоляторах. Более того, авторы предложили больше материальных кандидатов для эффекта Холла слоя, что вдохновит на дополнительные экспериментальные исследования. Скрытую физику можно обобщить на множество степеней свободы, включая спиновую, орбитальную и круговую поляризацию в будущем.

Исследование было опубликовано в National Science Review, и исследование возглавляли профессор Хай-Чжоу Лу и профессор Цихан Лю (Шэньчжэньский институт квантовой науки и техники и факультет физики Южного университета науки и технологий).