Динамика решетки Bi2Te3 и колебательные моды в рамановском рассеянии топологических изоляторов MnBi2Te 4• n(Bi2Te3)
Н. А. Абдуллаевa,b, И. Р. Амираслановa,b, З. С. Алиевa, З. А. Джахангирлиa,b, И. Ю. Склядневаc, Е. Г. Ализадеa, Е. Н. Алиеваb,a, М. М. Отроковd,e, В. Н. Зверевf, Н. Т. Мамедовa, Е. В. Чулковg,h 1)
aИнститут физики Национальной Академии Наук Азербайджана, AZ1141 Баку, Азербайджан
bБакинский Государственый Университет, AZ1148 Баку, Азербайджан
cТомский Государственный Университет, 634050 Томск, Россия
dCentro de Fisica de Materiales (CFM-MPC), Centro Mixto CSIC-UPV/EHU, 20018 Donostia-San Sebastian, Basque Country, Spain
eIKERBASQUE, Basque Foundation for Science, 48011 Bilbao, Spain
fИнститут физики твердого тела Российской академии наук, 142432 Черноголовка, Россия
gСанкт-Петербургский Государственный Университет, 198504 С.-Петербург, Россия
hDepartamento de Pol y Materiales Avanzados: F, Qu y Tecnolog, Facultad de Ciencias Qu,
Universidad del Pa Vasco UPV/EHU, 20080 San Sebastian/Donostia, Basque Country, Spain
Abstract
Работа посвящена экспериментальному исследованию и симметрийному анализу колебательных мод активных в рамановском
рассеянии ван-дер-ваальсовских топологических изоляторов MnBi2Te4• n(Bi2Te3), где n представляет количество
пятислойных пакетов Te-Bi-Te-Bi-Te между двумя соседними семислойными пакетами Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te. Mетодом конфокальной
рамановской спектроскопии исследуются кристаллическиe структуры с n=0,1,2,3,4,5,6 и ∞. Проводится сравнение
экспериментальных частот колебательных мод одинаковой симметрии с изменением n. Параллельно, теоретически рассматривается
динамика решетки свободных пленок, состоящих из одного, трех и четырех пятислойных пакетов, а также обьемных Bi2Те3
(n=∞) и МnBi2Те4 (n=0). Колебательные моды последних двух систем имеют одинаковую симметрию, но разные поля
смещений, которые, в случае активности моды в рамановском рассеянии, не содержат смещений атомов марганца для любого конечного
n. Показывается, что две колебательные моды, в низкочастотной области спектра (35-70 cм-1) структур с
n=1,2,3,4,5 и 6 практически отвечают динамике решетки n-го количества свободных пятислойных пакетов Bi2Те3.
По этой причине остальные две колебательные моды, которые наблюдаются в высокочастотной области спектра (100-140 cм-1)
и которые экспериментально неразличимы в смысле принадлежности к тому или иному пакету или к обоим пакетам
одновременно, следует также предписывать колебаниям в пятислойных пакетах при неподвижных атомах семислойных пакетов.