通过 Sn 掺杂探测拓扑与 Rashba-like 表面态之间的相互作用——以 MnBi$_2$Te$_4$ 为例

A. V. Tarasov; D. A. Estyunin; A. G. Rybkin; A. S. Frolov; A. I. Sergeev; A. V. Eryzhenkov; V. V. Anferova; T. P. Estyunina; D. A. Glazkova; K. A. Kokh; V. A. Golyashov; O. E. Tereshchenko; S. Ideta; Y. Miyai; Y. Kumar; K. Shimada; A. M. Shikin

通过 Sn 掺杂探测拓扑与 Rashba-like 表面态之间的相互作用——以 MnBi$_2$Te$_4$ 为例

材料科学 2024-12-30 v1

作者: A. V. Tarasov , D. A. Estyunin , A. G. Rybkin , A. S. Frolov , A. I. Sergeev , A. V. Eryzhenkov , V. V. Anferova , T. P. Estyunina , D. A. Glazkova , K. A. Kokh , V. A. Golyashov , O. E. Tereshchenko , S. Ideta , Y. Miyai , Y. Kumar , K. Shimada , A. M. Shikin

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摘要

拓扑绝缘体 (TI) 电子结构中存在 Rashba-like 表面态 (RSS)，这一话题长期以来都备受关注，因为它们对电子和自旋结构具有显著影响。本研究利用密度泛函理论 (DFT) 计算和高分辨率 ARPES 检查了 Mn $_{1-x}$ Sn $_x$ Bi $_2$ Te $_4$ 系统中拓扑表面态 (TSS) 与 Rashba-like 表面态 (RSS) 之间的相互作用。我们的发现表明，随着 Sn 浓度的增加，RSS 在能量上的下移，增强了其对费米能级附近电子结构的影响。ARPES 验证了这些预测，捕捉了 RSS 及其与 TSS 的杂化。轨道分析显示 RSS 局限于前三层 Te-Bi-Te 三层组，主要由 Bi p 轨道主导，存在轨道 Rashba 效应增强自旋动量锁定的证据。在更高的 Sn 浓度下，RSS 向更深层 Penetration，由 Sn p 轨道贡献驱动。这些结果将 Mn $_{1-x}$ Sn $_x$ Bi $_2$ Te $_4$ 定位为可调控其自旋电子性质的平台，适用于自旋电子器件和量子技术。

关键词

拓扑表面态 Rashba-like 表面态 Sn 掺杂 ARPES MnBi$_2$Te$_4$ 自旋动量锁定

引用

@article{arxiv.2412.18666,
  title  = {Probing the Interaction Between Topological and Rashba-like Surface States in MnBi$_2$Te$_4$ Through Sn Doping},
  author = {A. V. Tarasov and D. A. Estyunin and A. G. Rybkin and A. S. Frolov and A. I. Sergeev and A. V. Eryzhenkov and V. V. Anferova and T. P. Estyunina and D. A. Glazkova and K. A. Kokh and V. A. Golyashov and O. E. Tereshchenko and S. Ideta and Y. Miyai and Y. Kumar and K. Shimada and A. M. Shikin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18666},
  year   = {2024}
}

通过 Sn 掺杂探测拓扑与 Rashba-like 表面态之间的相互作用——以 MnBi$_2$Te$_4$ 为例

摘要

关键词

引用

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