Non-collinear antiferromagnet Mn3Sn is a functional material that exhibits the magneto-optical Kerr effect (MOKE) as well as the anomalous Hall effect, arising from the nonvanishing Berry curvature in the broken time-reversal symmetry lattice system likewise the ferromagnets. Mn3Ge, isostructural to Mn3Sn, is also expected to exhibit a similar MOKE but has not been demonstrated yet. In this study, we performed the MOKE measurement in a Mn3Ge single crystal and obtained a large polar MOKE signal (∼8.2 mdeg) and a longitudinal MOKE signal (∼5.6 mdeg). Furthermore, by applying hyperfine polishing and annealing to the surface, we rebuilt a homogenous surface and largely improved the reproducibility of the MOKE signal in Mn3Ge.
References
1.
P.
Wadley
, B.
Howells
, J.
Zelezny
, C.
Andrews
, V.
Hills
, R. P.
Campion
, V.
Novak
, K.
Olejnik
, F.
Maccherozzi
, S. S.
Dhesi
, S. Y.
Martin
, T.
Wagner
, J.
Wunderlich
, F.
Freimuth
, Y.
Mokrousov
, J.
Kunes
, J. S.
Chauhan
, M. J.
Grzybowski
, A. W.
Rushforth
, K. W.
Edmonds
, B. L.
Gallagher
, and T.
Jungwirth
, Science
351
(6273
), 587
(2016
).2.
T.
Jungwirth
, X.
Marti
, P.
Wadley
, and J.
Wunderlich
, Nat. Nanotechnol.
11
, 231
(2016
).3.
K.
Olejník
, T.
Seifert
, Z.
Kašpar
, V.
Novák
, P.
Wadley
, R. P.
Campion
, M.
Baumgartner
, P.
Gambardella
, P.
Němec
, J.
Wunderlich
, J.
Sinova
, P.
Kužel
, M.
Müller
, T.
Kampfrath
, and T.
Jungwirth
, Sci. Adv.
4
(3
), eaar3566
(2018
).4.
V.
Baltz
, A.
Manchon
, M.
Tsoi
, T.
Moriyama
, T.
Ono
, and Y.
Tserkovnyak
, Rev. Mod. Phys.
90
(1
), 015005
(2018
).5.
L.
Šmejkal
, Y.
Mokrousov
, B.
Yan
, and A. H.
MacDonald
, Nat. Phys.
14
(3
), 242
(2018
).6.
S.
Nakatsuji
, N.
Kiyohara
, and T.
Higo
, Nature
527
, 212
(2015
).7.
N.
Kiyohara
, T.
Tomita
, and S.
Nakatsuji
, Phys. Rev. Appl.
5
(6
), 064009
(2016
).8.
A. K.
Nayak
, J. E.
Fischer
, Y.
Sun
, B.
Yan
, J.
Karel
, A. C.
Komarek
, C.
Shekhar
, N.
Kumar
, W.
Schnelle
, J.
Kübler
, C.
Felser
, and S. S. P.
Parkin
, Sci. Adv.
2
(4
), e1501870
(2016
).9.
K.
Kuroda
, T.
Tomita
, M. T.
Suzuki
, C.
Bareille
, A. A.
Nugroho
, P.
Goswami
, M.
Ochi
, M.
Ikhlas
, M.
Nakayama
, S.
Akebi
, R.
Noguchi
, R.
Ishii
, N.
Inami
, K.
Ono
, H.
Kumigashira
, A.
Varykhalov
, T.
Muro
, T.
Koretsune
, R.
Arita
, S.
Shin
, T.
Kondo
, and S.
Nakatsuji
, Nat. Mater.
16
(11
), 1090
(2017
).10.
M.
Ikhlas
, T.
Tomita
, T.
Koretsune
, M.-T.
Suzuki
, D.
Nishio-Hamane
, R.
Arita
, Y.
Otani
, and S.
Nakatsuji
, Nat. Phys.
13
(11
), 1085
(2017
).11.
T.
Higo
, H.
Man
, D. B.
Gopman
, L.
Wu
, T.
Koretsune
, O. M. J.
van 't Erve
, Y. P.
Kabanov
, D.
Rees
, Y.
Li
, M.-T.
Suzuki
, S.
Patankar
, M.
Ikhlas
, C. L.
Chien
, R.
Arita
, R. D.
Shull
, J.
Orenstein
, and S.
Nakatsuji
, Nat. Photonics
12
(2
), 73
(2018
).12.
P.
Muduli
, T.
Higo
, T.
Nishikawa
, D.
Qu
, H.
Isshiki
, K.
Kondou
, D.
Nishio-Hamane
, S.
Nakatsuji
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. B
99
(18
), 184425
(2019
).13.
M.
Kimata
, H.
Chen
, K.
Kondou
, S.
Sugimoto
, P. K.
Muduli
, M.
Ikhlas
, Y.
Omori
, T.
Tomita
, A. H.
MacDonald
, S.
Nakatsuji
, and Y.
Otani
, Nature
565
(7741
), 627
(2019
).14.
T. F.
Duan
, W. J.
Ren
, W. L.
Liu
, S. J.
Li
, W.
Liu
, and Z. D.
Zhang
, Appl. Phys. Lett.
107
(8
), 082403
(2015
).15.
T.
Higo
, D.
Qu
, Y.
Li
, C. L.
Chien
, Y.
Otani
, and S.
Nakatsuji
, Appl. Phys. Lett.
113
(20
), 202402
(2018
).16.
C.
Wuttke
, F.
Caglieris
, S.
Sykora
, F.
Scaravaggi
, A. U.
Wolter
, K.
Manna
, V.
Süss
, C.
Shekhar
, C.
Felser
, and B.
Büchner
, Phys. Rev. B
100
(8
), 085111
(2019
).17.
J.
Kerr
, London, Edinburgh, Dublin Philos. Mag.
3
(19
), 321
(1877
).18.
P. N.
Argyres
, Phys. Rev.
97
(2
), 334
(1955
).19.
W.
Feng
, G.-Y.
Guo
, J.
Zhou
, Y.
Yao
, and Q.
Niu
, Phys. Rev. B
92
(14
), 144426
(2015
).20.
H.
Chen
, Q.
Niu
, and A. H.
MacDonald
, Phys. Rev. Lett.
112
(1
), 017205
(2014
).21.
N.
Nagaosa
, J.
Sinova
, S.
Onoda
, A. H.
MacDonald
, and N. P.
Ong
, Rev. Mod. Phys.
82
(2
), 1539
(2010
).22.
T.
Ohoyama
, J. Phys. Soc. Jpn.
16
(10
), 1995
(1961
).23.
T.
Nagamiya
, S.
Tomiyoshi
, and Y.
Yamaguchi
, Solid State Commun.
42
(5
), 385
(1982
).24.
H.
Yang
, Y.
Sun
, Y.
Zhang
, W.-J.
Shi
, S. S.
Parkin
, and B.
Yan
, New J. Phys.
19
(1
), 015008
(2017
).25.
Y.
Zhang
, J.
Železný
, Y.
Sun
, J.
van den Brink
, and B.
Yan
, New J. Phys.
20
(7
), 073028
(2018
).26.
A. L.
Balk
, N. H.
Sung
, S. M.
Thomas
, P. F. S.
Rosa
, R. D.
McDonald
, J. D.
Thompson
, E. D.
Bauer
, F.
Ronning
, and S. A.
Crooker
, Appl. Phys. Lett.
114
(3
), 032401
(2019
).27.
J. F.
Qian
, A. K.
Nayak
, G.
Kreiner
, W.
Schnelle
, and C.
Felser
, J. Phys. D: Appl. Phys.
47
(30
), 305001
(2014
).28.
N.
Yamada
, H.
Sakai
, H.
Mori
, and T.
Ohoyama
, Physica B
149
(1
), 311
(1988
).29.
P.
Perna
, L.
Méchin
, M.
Saïb
, J.
Camarero
, and S.
Flament
, New J. Phys.
12
(10
), 103033
(2010
).© 2020 Author(s).
2020
Author(s)
You do not currently have access to this content.