journal article·2023-07-01Open access

Non-volatile electric control of magnetic and topological properties of MnBi2Te4 thin films *

Wei Luo, Mao-Hua Du, Fernando A Reboredo, Mina Yoon

2D Materials· Volume 10· Issue 3

Abstract

Abstract In this letter, we propose a mechanism to control the magnetic properties of topological quantum material (TQM) by using magnetoelectric coupling: this mechanism uses a heterostructure of TQM with two-dimensional (2D) ferroelectric material, which can dynamically control the magnetic order by changing the polarization of the ferroelectric material and induce possible topological phase transitions. This concept is demonstrated using the example of the bilayer MnBi2Te4 on ferroelectric In2Se3 or In2Te3, where the polarization direction of the 2D ferroelectrics determines the interfacial band alignment and consequently the direction of the charge transfer. This charge transfer, in turn, enhances the stability of the ferromagnetic state of MnBi2Te4 and leads to a possible topological phase transition between the quantum anomalous Hall (QAH) effect and the zero plateau QAH. Our work provides a route to dynamically alter the magnetic ordering of TQMs and could lead to the discovery of new multifunctional topological heterostructures.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Magnetic and transport properties of perovskites and related materials · Multiferroics and related materials · Phase-change materials and chalcogenides

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

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