Eu掺杂拓扑绝缘体Bi$_2$Te$_3$中的初始反铁磁性
强关联电子
2020-11-11 v1 材料科学
摘要
稀土离子通常比过渡金属离子具有更大的磁矩，因此有望在拓扑绝缘体的狄拉克表面态中打开更宽的交换能隙。然而，在最近一项对Eu掺杂BiTe薄膜的光电子能谱研究中，谱在低至时仍无带隙。在此，我们结合谱学与体表征方法以及理论计算，仔细审视该系统是否存在形成显著能隙的条件。对于所有研究的Eu掺杂浓度，我们对 X射线吸收与磁圆二色性谱的原子多重态分析揭示了Eu价态，并确认了大磁矩，与基态一致。在低于的温度下，体磁强计表明反铁磁（AFM）有序的开始。这与密度泛函理论很好地吻合，后者预言了Eu杂质间的AFM相互作用。我们的结果支持稀土掺杂BiTe中反铁磁性可与拓扑表面态共存的观点，并呼吁在开尔文温区进行谱学研究以寻找量子反常霍尔效应等新颖量子现象。
引用
@article{arxiv.2009.11733,
title = {Incipient antiferromagnetism in the Eu-doped topological insulator Bi$_2$Te$_3$},
author = {Abdul Tcakaev and Volodymyr B. Zabolotnyy and Celso I. Fornari and Philipp Rüßmann and Thiago R. F. Peixoto and Fabian Stier and Michael Dettbarn and Philipp Kagerer and Eugen Weschke and Enrico Schierle and Peter Bencok and Paulo H. O. Rappl and Eduardo Abramof and Hendrik Bentmann and Eberhard Goering and Friedrich Reinert and Vladimir Hinkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11733},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 9 figures