二层 MnBi$_2$Te$_4$ 中的拓扑磁光开关
介观与纳米尺度物理
2026-04-09 v1 材料科学
摘要
MnBiTe（MBT）薄膜提供了一个独特的材料平台，其中磁性、拓扑和磁光（MO）响应可通过层厚度和相对自旋排列进行调控。在这项工作中，我们利用低能耦合 Dirac 锥模型以及基于第一性原理计算导出的 Wannier 紧束缚哈密顿量，研究了偶数层 MBT 薄膜中的拓扑磁光开关。我们论证了最外层七重层（SL）的相对自旋排列主要控制总陈数、光导率，进而控制 MO 响应。对于 6-SL MBT 薄膜，我们发现将最外层 SL 的排列从反平行反转为平行，使系统从 且法拉第旋转消失的轴绝缘态切换为 且具有量子化 MO 响应的陈绝缘态，无论 对称性和净磁化强度如何。增加厚度揭示了一个额外的区域：虽然 8-SL MBT 仅承载 和 态，但 12-SL MBT 薄膜支持具有 的更高陈数相，其低频法拉第旋转加倍。我们的结果提供了一种厚度依赖的多级磁光开关途径，并将磁光光谱确立为 MBT 薄膜中表面磁性和拓扑序的直接探针。
引用
@article{arxiv.2604.07315,
title = {Topological Magneto-Optical Switching in Even-Layered MnBi$_2$Te$_4$},
author = {Shahid Sattar and Roman Stepanov and C. M. Canali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.07315},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 4 figures,