MnBi$_2$Te$_4$ 的磁性纯度度量
材料科学
2022-04-12 v1
摘要
本征反铁磁拓扑绝缘体 MnBiTe（MBT）近来备受关注。这一层状范德瓦耳斯键合化合物的兴奋点源于其承载众多奇异拓扑量子态的潜力。例如，奇数层化合物被预言具有量子反常霍尔态，偶数层化合物具有轴子绝缘体态。遗憾的是，这些现象的实现受限于实验挑战，例如负电荷载流子（即电子掺杂）的存在，其已被归因于 Mn 与 Bi 子晶格间的反位缺陷。基于高阶扩散蒙特卡洛（DMC）及 DMC 调谐的 DFT+U 计算，我们给出了体相 Mn 磁化强度以及 Mn 与 Bi 缺陷的基准质量结果。我们利用这些信息精炼并扩展模型，结合磁化率与中场磁化测量数据来估算实际 MBT 样品中的反位缺陷浓度。我们的模型通过与先前同时获得磁性与占位数据的实验研究的有利比较得以验证。随后我们将估算推广至更大一组先前样品，以识别合成中尚未达到的低缺陷密度可能区间。我们预期我们基于理论的磁性纯度度量可作为精炼循环中用以合成低反位缺陷浓度且拓扑性质更具可重复性的 MBT 样品的最小化目标。
引用
@article{arxiv.2204.04268,
title = {Magnetic measures of purity for MnBi$_2$Te$_4$},
author = {M. Chandler Bennett and Jeonghwan Ahn and Anh Pham and Guangming Wang and Panchapakesan Ganesh and Jaron T. Krogel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.04268},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 5 figures