量子自旋霍尔与量子反常霍尔绝缘体的界面耦合：MnBi$_2$Te$_4$族材料上的Bi双层
其他凝聚态物理
2024-07-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
非平庸拓扑与磁性的结合会产生诸如量子反常霍尔(QAH)或轴子绝缘体相等新颖物相。在内禀磁性拓扑绝缘体(IMTIs)与二维拓扑绝缘体(TIs)的接触处，预期会出现具有高且可调陈数的更为奇异的态。本文中，我们合成了由二维TI与三维IMTI组成的异质结构，具体为在MnBiTe族化合物上生长的铋双层，并通过角分辨光电子能谱(ARPES)和密度泛函理论(DFT)研究了其电子性质。外延界面以杂化的Bi和IMTI电子态为特征。在MnBiTe族不同材料上，Bi双层衍生态除与衬底拓扑表面态混合的区域外均相似。在该区域，观测到了新的、依赖于衬底的界面狄拉克态。我们的第一性原理计算显示了丰富的界面相，并出现了交换劈裂的一维边缘态，这使得Bi/IMTI异质结构成为观测量子霍尔效应家族中新成员的理想平台。
引用
@article{arxiv.2403.12287,
title = {Interfacing Quantum Spin Hall and Quantum Anomalous Hall insulators: Bi bilayer on MnBi$_2$Te$_4$-family materials},
author = {I. I. Klimovskikh and S. V. Eremeev and D. A. Estyunin and S. O. Filnov and K. Shimada and V. A. Golyashov and O. E. Tereshchenko and K. A. Kokh and A. S. Frolov and A. I. Sergeev and V. S. Stolyarov and V. Miksic Trontl and L. Petaccia and G. Di Santo and M. Tallarida and J. Dai and S. Blanco-Canosa and T. Valla and A. M. Shikin and E. V. Chulkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.12287},
year = {2024}
}