在层状反铁磁材料MnBi2Te4中，量子反常霍尔效应（QAHE）蕴含着磁性与拓扑之间的丰富相互作用，为低功耗电子器件和拓扑反铁磁自旋电子学的发展提供了重要的可能性。近年来，MnBi2Te4因其是唯一已知的能够展现反铁磁量子反常霍尔效应的材料而备受关注。然而，该领域面临着一个重大挑战：在零磁场下实现量子化效应，这高度依赖于高质量器件的制备。在本研究中，介绍了一种简单而有效的方法，
通过在制备前在MnBi2Te4表面沉积一层AlOx，从而减轻标准制备工艺对MnBi2Te4的不利影响。
对超过50个MnBi2Te4样品进行的光学对比度和磁输运测量表明，AlOx能够有效保持器件的原始状态。令人惊讶的是，发现这种简单的方法可以显著增强反常霍尔效应，使其向量子化方向发展，从而解决了MnBi2Te4领域长期存在的挑战。进一步的标度关系分析揭示了在不同磁性配置下，由贝里曲率主导的反常霍尔效应的内在机制。通过调节栅压，发现在奇数层MnBi2Te4器件中存在与栅压无关的磁性。该实验不仅为制备高质量的无耗散传输器件铺平了道路，也为探索二维材料中的奇异拓扑量子现象提供了新的思路。
样品制备
1.1 MnBi2Te4单晶生长
使用Bi2Te3和MnTe按1:1比例混合，置于真空密封的石英管中。
对于晶体#1：先升温至700°C，然后缓慢降温至591°C，最后进行长时间退火。
对于晶体#2：在混合物中加入少量Te（比例为1:1:0.2），升温至900°C保持1小时，然后降温至700°C保持1小时，再缓慢降温至585°C并保持12天，最后淬火以避免相杂质。
使用X射线衍射（XRD）检查晶体的相和结构。
1.2 MnBi2Te4薄片制备
使用机械剥离法将MnBi2Te4单晶剥离到285 nm厚的SiO2/Si衬底上，整个过程在充满氩气的手套箱中进行，氧气和水的含量低于0.1 ppm。
使用光学对比度（Oc）测量来确定薄片的厚度，并通过原子力显微镜（AFM）辅助确认。
2. AlOx层沉积
在目标薄片上通过热蒸发沉积3 nm厚的铝层，沉积速率为0.04 nm/s，真空度优于4×10⁻⁴ Pa。
在沉积铝层后，向腔室中引入氧气，在2×10⁻² Pa的压力下氧化5分钟，形成AlOx层。
对于部分样品，额外沉积了30 nm厚的AlOx层，以研究不同AlOx参数对输运性质的影响。
1. 实验方法的创新
1.1 AlOx保护层的引入
创新点：在标准电子束光刻（EBL）工艺之前，在MnBi2Te4表面沉积一层AlOx（氧化铝）作为保护层。这种简单而有效的保护方法显著减轻了光刻胶（PMMA）对MnBi2Te4表面的损害。
1.2 改进的器件制备工艺
创新点：结合AlOx保护层和氩离子刻蚀技术，实现了高质量的电极接触，同时避免了传统制备工艺对器件性能的负面影响。
2. 器件性能的显著提升
2.1 显著增强的反常霍尔效应
创新点：通过AlOx保护层，实验中观察到反常霍尔效应（AHE）显著增强，部分器件接近量子化（σxy ≈ e²/h）。
2.2 高质量器件的可重复性
创新点：通过优化制备工艺，实验中成功实现了多个器件的高质量输运特性，包括接近量子化的反常霍尔效应。
3. 对QAHE实现机制的深入理解
3.1 Berry曲率主导的反常霍尔效应
