磁性掺杂拓扑绝缘体中的孪晶畴结构
材料科学
2020-10-26 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
孪晶畴天然存在于拓扑绝缘体Bi2Se3中，并强烈影响其性质。尽管针对理想Bi2Se3结构的其行为研究已有开展，但关于它们与其他缺陷可能相互作用的了解甚少。尤其对于通过磁性掺杂人工扰动拓扑绝缘体态（近来备受关注）的情况，尚需额外信息。采用基于层状格林函数形式的从头算计算，我们研究了Bi2Se3中孪晶面间的相互作用。我们展示了各类磁性与非磁性化学缺陷对孪晶面形成能的影响，并讨论了其分布的相关改变。此外，我们考察了孪晶面邻近位点处掺杂剂磁性质的变化，以及掺杂剂占据此类位点的偏好。我们的结果表明孪晶面至少在3–4 nm距离内相互排斥。然而，在存在磁性Mn与Fe缺陷时，倾向于紧密的孪晶面排布。此外，计算的孪晶面形成能表明在此情形下其形成受到抑制。最后，我们讨论了孪晶面对表面带隙的影响。
引用
@article{arxiv.1910.00503,
title = {Twin Domain Structure in Magnetically Doped Topological Insulators},
author = {Jakub Šebesta and Karel Carva and Dominik Kriegner and Jan Honolka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00503},
year = {2020}
}
备注
submitted version, extended data and discussion