Особенности электронного спектра при переходе из фазы аксионного изолятора в фазу квантового аномального эффекта Холла в тонкой пленке собственного антиферромагнитного топологического изолятора
В. Н. Меньшов+*×, Е. В. Чулков+*°
+Томский государственный университет, 634050 Томск, Россия
*Санкт-Петербургский государственный университет, 199034 С.-Петербург, Россия
×Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", 123182 Москва, Россия
°Departamento de Polimeros y Materiales Avanzados: Física, Química y Tecnologia, Facultad de Ciencias Quimicas,
Universidad del Pais Vasco UPV/EHU, 20080 San Sebastián/Donostia, Basque Country, Spain
Abstract
В данной работе мы исследуем топологические состояния электронов в тонкой
пленке собственного антиферромагнитного топологического изолятора, акцентируя внимание на
их взаимосвязи с магнитной текстурой. Мы рассматриваем модель пленки с четным числом
семислойных блоков, которая подвержена переходу из фазы аксионного изолятора в фазу
квантованной холловской проводимости во внешнем магнитном поле. В континуальном подходе
мы моделируем эффективный двумерный гамильтониан тонкой пленки топологического
изолятора с неколлинеарной намагниченностью, на основе которого получаем энергетический
спектр и кривизну Берри. Анализ топологических индексов позволяет построить топологическую
фазовую диаграмму в зависимости от параметров системы и степени неколлинеарности. Для
топологически различных областей диаграммы мы описываем краевые электронные состояния на
боковой грани пленки. Кроме того, мы исследуем спектр одномерных состояний на доменной
стенке, разделяющей домены с противоположным углом неколлинеарности. Мы также обсуждаем
полученные результаты и экспериментальную ситуацию в тонких пленках соединения MnBi2Te4.