超交换在磁性拓扑绝缘体中占主导
介观与纳米尺度物理
2022-02-07 v2 材料科学
摘要
有研究认为，拓扑绝缘体中由 Van Vleck 形式描述的增强自旋磁化率，解释了掺过渡金属杂质的铋-锑拓扑硫族化合物的铁磁性。相反，早期对 HgTe 及相关拓扑系统的研究指出，Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida 相互作用的带间类比（Bloembergen-Rowland 机制）导致局域自旋对之间的反铁磁耦合。在此，我们批判性地重新审视这两种方法，指出其缺陷，并阐明为何即便在拓扑系统中带间贡献的量级也很小。基于所提出的理论方法以及我们对 Mn 掺杂 HgTe 和 CdTe 中磁性的计算研究，我们得出结论：在不存在能带载流子的情况下，超交换占主导，且其符号取决于磁性杂质的配位与电荷态，而非宿主材料的拓扑类别。
引用
@article{arxiv.2107.13388,
title = {Superexchange dominates in magnetic topological insulators},
author = {Cezary Sliwa and Carmine Autieri and Jacek A. Majewski and Tomasz Dietl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13388},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 4 figures; new version contains extended Supplemental Material