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.

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
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.