磁性拓扑绝缘体 MnBi$_2$Te$_4$ 薄膜的面 reconstructions
材料科学
2025-05-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
理解面态及其交换间隙的本质对于实现稳健的拓扑 Chern 和 Axion 绝缘相（其中可实现量子异常哈尔效应和拓扑磁电效应）至关重要。本文关注如何影响这些性质的面 reconstructions，这些 reconstructions 可能在实验中发生。我们利用第一性原理计算结合由机器学习势场加速的分子动力学模拟，展示了 interstitial-2H 和 peripheral-2H 两种原子 reconstructions 负责修改 MnBiTe 薄膜的交换间隙和面特性，这对拓扑指数和主导量子传输中一维侧壁边缘态的性质具有重要影响。具体而言，能量景观和 proposed surface reconstructions 的势垒计算表明，interstitial-2H reconstruction 在热力学上比 peripheral-2H reconstruction 更稳定。后者也被假设为解释 Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) 测量中观察到的 Rashba 面态所提供的合理解释。我们的分析为阐明 MBT 薄膜中 reconstructions 的本质及其影响提供了理论框架，并对实现不同的拓扑相提供了实验实现的预测。
引用
@article{arxiv.2501.11176,
title = {Surface Reconstructions in Thin-Films of Magnetic Topological Insulator MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Shahid Sattar and Daniel Hedman and C. M. Canali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.11176},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 5 figures