近期，我校许小红教授团队与中科院物理所刘恩克研究员、王志俊研究员、石友国研究员、高鸿钧院士和沈保根院士合作，采用磁性、输运、计算、谱学等系列研究手段，首次在磁性Weyl半金属EuB₆中运用磁场诱发非共线磁结构，实现了对拓扑电子态和横向电输运的同步调控。相关研究成果以“Magnetic-field modulation of topological electronic state and emergent magneto-transport in a magnetic Weyl semimetal”为题在The Innovation (影响因子：32.1)上在线发表。许小红教授团队成员申建雷副教授为该论文第一作者。该研究成果得到了国家重点研究计划和国家自然科学基金等项目的资助。

拓扑物态是指具有特殊电子结构和拓扑稳定性的一类电子态，与传统电子行为迥异，表现出丰富的奇异拓扑量子行为。拓扑物态与磁的结合，成为当前凝聚态物理的一个新兴热点。借助于外场对拓扑电子态及其宏观输运行为进行有效调控是未来量子器件的重要期待，也是当前磁性拓扑电子学的前沿课题。

稀土基铁磁材料EuB₆最近被理论和实验证实为新的磁性拓扑材料。该材料具有较弱的磁晶各向异性能，其磁矩取向容易被磁场调控。通过磁场操控实空间中自旋取向改变其镜面对称性，有望进一步实现对动量空间中拓扑电子态和宏观电输运进行调控。在输运测量中，在低场磁化过程中观测到一个显著的非常规反常霍尔效应(unconventional anomalous Hall effect,UAHE)，其非常规的反常霍尔电导和霍尔角分别高达1000 S/cm和10%。理论计算表明，由于磁场诱发自旋倾斜效应从而导致拓扑能带产生动态折叠效应，并由此产生增强的Berry曲率，从而产生巨大的UAHE。磁场依赖的STM/S研究进一步显示费米能级附近电子态密度随磁场增强而展现出一个峰值，这与拓扑能带的动态演化而诱导UAHE高度相关。这一发现阐明了实空间非共线磁结构与倒空间拓扑电子态之间的联系，并建立了一种新的方法来设计拓扑电子的输运行为。(来源：科技部）

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666675823000279

图1 EuB₆的磁性和非常规横向输运行为

图2 非线性磁结构下的拓扑电子能带

图3 磁场依赖的电子态密度演化

图4 非共线磁性与非常规输运行为之间关系的物理图像