反铁磁拓扑绝缘体 MnBi$_2$Te$_4$ 表面态的解析解
介观与纳米尺度物理
2021-01-04 v3
摘要
近来，本征磁性拓扑绝缘体 MnBiTe 引起了广泛关注。它具有面外反铁磁序，被认为会在表面态中打开一个可观的能隙。然而，这一能隙在最新的角分辨光电子能谱（ARPES）实验中并不总是可观测到。为解决此问题，我们从块体 MnBiTe 的三维（3D）哈密顿量出发，并考虑块体磁化的空间分布，解析地推导出一个二维（2D）表面态的有效模型。我们的计算表明，表面能隙的消失可能是由更小且更局域的层内铁磁序所致。此外，我们计算了表面态的空间分布与穿透深度，表明表面态主要嵌入在距终止表面最近的前两个七层堆垛层中。由我们的解析结果，可以明确发现块体参数对表面态的影响。进而，我们推导了 MnBiTe 薄膜的 模型，并展示了陈数在奇数与偶数七层堆垛层之间的振荡。我们的结果将有助于正在进行的 MnBiTe 族材料的探索。
引用
@article{arxiv.2009.11026,
title = {Analytical solution for the surface states of antiferromagnetic topological insulator MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Hai-Peng Sun and C. M. Wang and Song-Bo Zhang and Rui Chen and Yue Zhao and Chang Liu and Qihang Liu and Chaoyu Chen and Hai-Zhou Lu and X. C. Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11026},
year = {2021}
}
备注
6 pages, 3 figures