Взаимосвязь магнетизма и топологии в MnBi2Te4

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При учете структуры трехслойки Te-Mn-Te, входящей в слоевую последовательность Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te ван-дер-ваальсовcкого монокристалла MnBi2Te4, эффектов кристаллического поля, спин-орбитального взаимодействия и процессов ковалентного смешивания электронных состояний ионов Mn2+ с электронными состояниями ионов Te2– в режиме сильных электронных корреляций проанализирована зависимость топологии спектра фермиевских возбуждений от магнитного состояния системы. В ферромагнитной фазе, возникающей благодаря кинематическому взаимодействию фермионов Хаббарда, число Черна равно 1, что соответствует нетривиальной топологии энергетической структуры трехслойки Te-Mn-Te. В парамагнитной фазе число Черна равно нулю и топология тривиальна. Для построенных спин-орбиталей магнитные моменты ионов Mn2+ ориентированы перпендикулярно слоям. При этом магнитные моменты Mn2+ из ближайших слоев по механизму Андерсона упорядочены антиферромагнитно.

Об авторах

В. В. Вальков

Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Email: vvv@iph.krasn.ru
660036, Красноярск, Россия

А. О. Злотников

Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Email: vvv@iph.krasn.ru
660036, Красноярск, Россия

А. Гамов

Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”

Автор, ответственный за переписку.
Email: vvv@iph.krasn.ru
660036, Красноярск, Россия

Список литературы

  1. R. Yu, W. Zhang, H.-J. Zhang, S.-C. Zhang, X. Dai, and Z. Fang, Science 329, 61 (2010).
  2. X.-L. Qi and S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
  3. C.-Z. Chang, J. Zhang, X. Feng et al. (Collaboration), Science 340, 167 (2013).
  4. D. Zhang, M. Shi, T. Zhu, D. Xing, H. Zhang, and J. Wang, Phys. Rev. Lett. 122, 206401 (2019).
  5. M. M. Otrokov, I. I. Klimovskikh, H. Bentmann et al. (Collaboration), Nature 576, 416 (2019).
  6. J. Li, Y. Li, S. Du, Z. Wang, B.-L. Gu, S.-C. Zhang, K. He, W. Duan, and Y. Xu, Sci. Adv. 5, eaaw5685 (2019).
  7. Y. Gong, J. Guo, J. Li et al. (Collaboration), Chinese Phys. Lett. 36, 076801 (2019).
  8. R. S. K. Mong, A. M. Essin, and J. E. Moore, Phys. Rev. B 81, 245209 (2010).
  9. D. S. Lee, T.-H. Kim, C.-H. Park, C.-Y. Chung, Y. S. Lim, W.-S. Seo, and H.-H. Park, CrystEngComm 15, 5532 (2013).
  10. Y. Li, Z. Jiang, J. Li, S. Xu, and W. Duan, Phys. Rev. B 100, 134438 (2019).
  11. B. Li, J.-Q. Yan, D. M. Pajerowski, E. Gordon, A.-M. Nedi, Y. Sizyuk, L. Ke, P. P. Orth, D. Vaknin, and R. J. McQueeney, Phys. Rev. Lett. 124, 167204 (2020).
  12. H.-P. Sun, C. M. Wang, S.-B. Zhang, R. Chen, Y. Zhao, C. Liu, Q. Liu, C. Chen, H.-Z. Lu, and X. C. Xie, Phys. Rev. B 102, 241406 (2020).
  13. M. M. Otrokov, I. P.Rusinov, M. Blanco-Rey, M. Ho mann, A. Yu. Vyazovskaya, S. V. Eremeev, A. Ernst, P. M. Echenique, A. Arnau, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. Lett. 122, 107202 (2019).
  14. А. М. Шикин, Д. А. Естюнин, Д. А. Глазкова, С. О. Фильнов, И. И. Климовских, Письма в ЖЭТФ 115, 241 (2022).
  15. С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев, Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов переходных групп, Наука, М. (1972).
  16. K. W. H. Stewens, Proc. Phys. Soc. A 65, 209 (1952).
  17. К. Бальхаузен, Введение в теорию поля лигандов, Мир, М. (1964).
  18. J. Hubbard, Proc. Roy. Soc. A 276, 238 (1963).
  19. B. A. Bernevig, T. L. Hughes, and S.-C. Zhang, Science 314, 1757 (2006).
  20. X. Dang, J. D. Burton, A. Kalitsov, J. P. Velev, and E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. B. 90, 155307 (2014).
  21. В. В. Вальков, Письма в ЖЭТФ 111, 772 (2020).
  22. В. В. Вальков, Письма в ЖЭТФ 114, 812 (2021).
  23. J. Hubbard, Proc. R. Soc. A 285, 542 (1965).
  24. Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 68, 207 (1975).
  25. Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 70, 1100 (1976).
  26. Y. Nagaoka, Phys. Rev. 147, 392 (1966).
  27. Ю. А. Изюмов, УФН 161(11), 1 (1991).
  28. Ю. А. Изюмов, УФН 165, 403 (1995).
  29. Ю. А. Изюмов, УФН 167, 465 (1997).
  30. Н. Н. Боголюбов, Изв. Ан. СССР. Сер. физ. VI(1), 77 (1947).
  31. Д. Н. Зубарев Неравновесная статистическая термодинамика, Наука, М. (1971).
  32. R. Zwanzig, Phys. Rev. 124, 983 (1961).
  33. H. Mori, Prog. Theor. Phys. 33, 423 (1965).
  34. D. J. Thouless, M. Kohmoto, M. P. Nightingale, and M. den Nijs, Phys. Rev. Lett. 49, 405 (1982).
  35. J. K. Asboth, L. Oroszlany, and A. Palyi, A Short Course on Topological Insulators, The Series Lecture Notes in Physics, Springer, Heidelberg (2016), v. 919.
  36. В. В. Вальков, В. А. Мицкан, А. О. Злотников, М. С. Шустин, С. В. Аксенов, Письма в ЖЭТФ 110, 126 (2019).
  37. Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 123, 325 (2003).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023