Fe 超薄膜中的狄拉克费米子
材料科学
2015-09-24 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们展示了具有垂直磁化的若干 Fe 原子层电子能带结构中存在有质量狄拉克费米子。基于拟合第一性原理能带结构的紧束缚模型，我们在费米能级附近观察到四个不同的有质量狄拉克费米子，它们源于 Fe 的原子自旋-轨道耦合以及 Fe - 杂化轨道带与 轨道带之间的能带反转。这导致了一个具有有限陈整数（+2）的价带以及费米能级附近的手性边缘模。当通过载流子掺杂将化学势设置在狄拉克能隙内时，霍尔电导率呈现平台状结构，量子化值为 ，且轨道磁化强度显著增加，后者主要源于电子沿边缘模的手性轨道运动。我们讨论了 Fe(001) 单层在 MgO(001) 衬底上以及 Fe(001) 双层情形中狄拉克费米子的稳定性。
引用
@article{arxiv.1507.02382,
title = {Dirac fermions in Fe ultra-thin film},
author = {Xiao-Tian Zhang and Baolong Xu and Kohji Nakamura and Ryuichi Shindou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.02382},
year = {2015}
}