层状磁性化合物 MnSb2Te4 中的拓扑相变：自旋轨道耦合与层间耦合的依赖性
材料科学
2020-08-12 v1
摘要
基于第一性原理计算与理论分析，我们研究了层状磁性化合物 MnSb2Te4 的电子结构、拓扑相变（TPT）与拓扑性质。其晶体与磁结构与磁性拓扑绝缘体 MnBi2Te4 相似。我们发现，当考虑自旋轨道耦合（SOC）时，MnSb2Te4 在反铁磁（AFM）态下的能带结构在 Γ 点无带反转。这是由于 Sb 的 SOC 强度小于 Bi。通过将 Sb 的 SOC 增强 0.3 倍可实现带反转，从而将 MnSb2Te4 从平庸 AFM 绝缘体驱动为 AFM 拓扑绝缘体（TI）或轴子绝缘体。沿层堆叠方向的单轴压缩应变是控制带反转的另一种方式。需要层间距缩短 5% 以驱动类似的 TPT。对于具有实验晶体结构的铁磁（FM）MnSb2Te4，其为普通 FM 绝缘体。当 SOC 增强 0.1 倍或层间距减小超过 1% 时，可发生带反转。因此，FM MnSb2Te4 可被调控为最简 type-I Weyl 半金属，在三重旋转轴上仅有一对 Weyl 节点。这两个 Weyl 节点投影到 (1-10) 表面，由一条费米弧连接。
引用
@article{arxiv.2003.06553,
title = {Topological phase transition in layered magnetic compound MnSb2Te4: Spin-orbit coupling and interlayer coupling dependeces},
author = {Liqin Zhou and Zhiyun Tan and Dayu Yan and Zhong Fang and Youguo Shi and Hongming Weng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.06553},
year = {2020}
}