Email this article Vzaimosvyaz' magnetizma i topologii v MnBi2Te4
- Authors: Val'kov V.V.1, Zlotnikov A.O.1, Gamov A.1
-
Affiliations:
- Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
- Issue: Vol 118, No 5-6 (9) (2023)
- Pages: 330-337
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/141963
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823170044
- EDN: https://elibrary.ru/JZNNVQ
- ID: 141963
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
При учете структуры трехслойки Te-Mn-Te, входящей в слоевую последовательность Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te ван-дер-ваальсовcкого монокристалла MnBi2 Te4, эффектов кристаллического поля, спин-орбитального взаимодействия и процессов ковалентного смешивания электронных состояний ионов Mn2+ с электронными состояниями ионов Te2- в режиме сильных электронных корреляций проанализирована зависимость топологии спектра фермиевских возбуждений от магнитного состояния системы. В ферромагнитной фазе, возникающей благодаря кинематическому взаимодействию фермионов Хаббарда, число Черна равно 1, что соответствует нетривиальной топологии энергетической структуры трехслойки Te-Mn-Te. В парамагнитной фазе число Черна равно нулю и топология тривиальна. Для построенных спин-орбиталей магнитные моменты ионов Mn2+ ориентированы перпендикулярно слоям. При этом магнитные моменты Mn2+ из ближайших слоев по механизму Андерсона упорядочены антиферромагнитно.
About the authors
V. V. Val'kov
Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
Email: vvv@iph.krasn.ru
A. O. Zlotnikov
Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
A. Gamov
Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”
References
- R. Yu, W. Zhang, H.-J. Zhang, S.-C. Zhang, X. Dai, and Z. Fang, Science 329, 61 (2010).
- X.-L. Qi and S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
- C.-Z. Chang, J. Zhang, X. Feng et al. (Collaboration), Science 340, 167 (2013).
- D. Zhang, M. Shi, T. Zhu, D. Xing, H. Zhang, and J. Wang, Phys. Rev. Lett. 122, 206401 (2019).
- M. M. Otrokov, I. I. Klimovskikh, H. Bentmann et al. (Collaboration), Nature 576, 416 (2019).
- J. Li, Y. Li, S. Du, Z. Wang, B.-L. Gu, S.-C. Zhang, K. He, W. Duan, and Y. Xu, Sci. Adv. 5, eaaw5685 (2019).
- Y. Gong, J. Guo, J. Li et al. (Collaboration), Chinese Phys. Lett. 36, 076801 (2019).
- R. S. K. Mong, A. M. Essin, and J. E. Moore, Phys. Rev. B 81, 245209 (2010).
- D. S. Lee, T.-H. Kim, C.-H. Park, C.-Y. Chung, Y. S. Lim, W.-S. Seo, and H.-H. Park, CrystEngComm 15, 5532 (2013).
- Y. Li, Z. Jiang, J. Li, S. Xu, and W. Duan, Phys. Rev. B 100, 134438 (2019).
- B. Li, J.-Q. Yan, D. M. Pajerowski, E. Gordon, A.-M. Nedi, Y. Sizyuk, L. Ke, P. P. Orth, D. Vaknin, and R. J. McQueeney, Phys. Rev. Lett. 124, 167204 (2020).
- H.-P. Sun, C. M. Wang, S.-B. Zhang, R. Chen, Y. Zhao, C. Liu, Q. Liu, C. Chen, H.-Z. Lu, and X. C. Xie, Phys. Rev. B 102, 241406 (2020).
- M. M. Otrokov, I. P.Rusinov, M. Blanco-Rey, M. Ho mann, A. Yu. Vyazovskaya, S. V. Eremeev, A. Ernst, P. M. Echenique, A. Arnau, and E. V. Chulkov, Phys. Rev. Lett. 122, 107202 (2019).
- А. М. Шикин, Д. А. Естюнин, Д. А. Глазкова, С. О. Фильнов, И. И. Климовских, Письма в ЖЭТФ 115, 241 (2022).
- С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев, Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов переходных групп, Наука, М. (1972).
- K. W. H. Stewens, Proc. Phys. Soc. A 65, 209 (1952).
- К. Бальхаузен, Введение в теорию поля лигандов, Мир, М. (1964).
- J. Hubbard, Proc. Roy. Soc. A 276, 238 (1963).
- B. A. Bernevig, T. L. Hughes, and S.-C. Zhang, Science 314, 1757 (2006).
- X. Dang, J. D. Burton, A. Kalitsov, J. P. Velev, and E. Y. Tsymbal, Phys. Rev. B. 90, 155307 (2014).
- В. В. Вальков, Письма в ЖЭТФ 111, 772 (2020).
- В. В. Вальков, Письма в ЖЭТФ 114, 812 (2021).
- J. Hubbard, Proc. R. Soc. A 285, 542 (1965).
- Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 68, 207 (1975).
- Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 70, 1100 (1976).
- Y. Nagaoka, Phys. Rev. 147, 392 (1966).
- Ю. А. Изюмов, УФН 161(11), 1 (1991).
- Ю. А. Изюмов, УФН 165, 403 (1995).
- Ю. А. Изюмов, УФН 167, 465 (1997).
- Н. Н. Боголюбов, Изв. Ан. СССР. Сер. физ. VI(1), 77 (1947).
- Д. Н. Зубарев Неравновесная статистическая термодинамика, Наука, М. (1971).
- R. Zwanzig, Phys. Rev. 124, 983 (1961).
- H. Mori, Prog. Theor. Phys. 33, 423 (1965).
- D. J. Thouless, M. Kohmoto, M. P. Nightingale, and M. den Nijs, Phys. Rev. Lett. 49, 405 (1982).
- J. K. Asboth, L. Oroszlany, and A. Palyi, A Short Course on Topological Insulators, The Series Lecture Notes in Physics, Springer, Heidelberg (2016), v. 919.
- В. В. Вальков, В. А. Мицкан, А. О. Злотников, М. С. Шустин, С. В. Аксенов, Письма в ЖЭТФ 110, 126 (2019).
- Р. О. Зайцев, ЖЭТФ 123, 325 (2003).
