半磁性拓扑绝缘体
材料科学
2021-03-02 v1
摘要
拓扑磁体是一类新的量子材料，为实现量子反常霍尔效应和轴子绝缘体态等涌现现象提供了巨大潜力。在此我们报道了化学计量铁磁体MnBi8Te13的发现，其具有天然异质结构MnBi2Te4-(Bi2Te3)3，是一种前所未有的半磁性拓扑绝缘体，其磁化存在于MnBi2Te4表面，而不存在于由三层Bi2Te3终止的相对表面。我们的角分辨光电子能谱测量揭示了MnBi2Te4表面处巨大的狄拉克能隙，以及另一侧无隙的狄拉克锥。值得注意的是，MnBi2Te4表面的狄拉克能隙（~28 meV）随温度升高单调减小，并在居里温度处恰好闭合，从而代表了所有已知磁性拓扑材料中磁化诱导拓扑表面能隙的首个确凿谱学证据。我们进一步从理论证明，半磁性拓扑绝缘体有利于实现半量子化表面反常霍尔效应，这可作为凝聚态系统中轴子电动力学一般概念的直接证明。
引用
@article{arxiv.2009.04140,
title = {Half-Magnetic Topological Insulator},
author = {Ruie Lu and Hongyi Sun and Shiv Kumar and Yuan Wang and Mingqiang Gu and Meng Zeng and Yu-Jie Hao and Jiayu Li and Jifeng Shao and Xiao-Ming Ma and Zhanyang Hao and Ke Zhang and Wumiti Mansuer and Jiawei Mei and Yue Zhao and Cai Liu and Ke Deng and Wen Huang and Bing Shen and Kenya Shimada and Eike F. Schwier and Chang Liu and Qihang Liu and Chaoyu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04140},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 4 figures