Cr-Bi2Se3界面处狄拉克拓扑态的能隙与自旋纹理调控
材料科学
2017-04-12 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑绝缘体中交换场的存在揭示了由拓扑与磁性结合产生的新型自旋相关现象。在本工作中，我们展示了在超薄 Cr 膜与 Bi2Se3 表面之间的界面上，金属性或带隙拓扑狄拉克态的可控出现。狄拉克点处能隙的开闭是由 Cr 膜中出现的自旋重新取向转变引起的。我们发现，附着在 Bi2Se3 表面的原子级薄 Cr 层呈现铁磁平面反铁磁耦合的磁基态。随着 Cr 膜厚度从一层到三层原子层逐步增加，磁化方向两次改变：从面外到面内，再回到面外。面外磁化驱动能隙打开，拓扑表面态获得圆形 meron 自旋结构。因此，Cr 自旋重新取向导致 Bi2Se3 表面的金属/绝缘体转变以及表面态自旋纹理的相关修饰。因此，Cr 膜的厚度提供了一种有效且可控的机制，用于改变拓扑狄拉克态的金属性或带隙性质以及自旋纹理。
引用
@article{arxiv.1602.06829,
title = {Gap and spin texture engineering of Dirac topological states at the Cr-Bi$_2$Se$_3$ interface},
author = {Hugo Aramberri and M. Carmen Muñoz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06829},
year = {2017}
}
备注
7 pages, 5 figures, 2 tables