稀磁拓扑绝缘体中的巨各向异性

我们考虑三维拓扑绝缘体表面（存在二维狄拉克电子气）的稀磁掺杂。我们发现，磁性原子与狄拉克电子之间的交换耦合对两者都有强烈且奇特的影响。首先，交换诱导的单离子磁各向异性非常大，且倾向于面外取向。在铁磁有序相的情况下，我们发现巨大的磁各向异性能量，其量级与临界温度相当。其次，磁性原子周围存在持续的电子电流，在铁磁相的情况下，表面边缘也存在这种电流。