量子磁体 MnBi$_2$Te$_4$ 中缺陷诱导的拓扑表面态位移
介观与纳米尺度物理
2026-05-27 v3 材料科学
摘要
拓扑磁体 MnBiTe (MBT) 具有带隙拓扑表面态，是实现量子反常霍尔和轴子绝缘体态的有吸引力的平台。然而，实验观察到的表面态能隙未能达到理论预测，尽管能隙抑制背后的确切机制一直存在争议。最近的理论研究表明，固有的反位缺陷将拓扑表面态推离 MBT 表面，闭合其能隙并使其难以被扫描探针实验探测到。在这里，我们报告了缺陷对 MBT 表面态的局部影响，并证明高缺陷浓度导致表面态位移到 MBT 晶体内部，从而验证了理论机制。通过结合扫描隧道显微镜 (STM)、角分辨光电子能谱 (ARPES) 和密度泛函理论 (DFT)，我们研究了不同缺陷密度样品中反位缺陷对拓扑表面态的局部和全局影响。我们的研究结果确定了缺陷密度增加和缺陷间距减小是表面态位移和表面能隙抑制的主要因素，为指导拓扑量子材料的进一步发展提供了依据。
引用
@article{arxiv.2507.05161,
title = {Defect-induced displacement of topological surface state in quantum magnet MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Felix Lüpke and Marek Kolmer and Hengxin Tan and Hao Chang and Adam Kaminski and Binghai Yan and Jiaqiang Yan and Wonhee Ko and An-Ping Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05161},
year = {2026}
}