Взаимосвязь магнетизма и топологии в MnBi2Te4
В. В. Вальков, А. О. Злотников, А. Гамов
Институт физики им. Л. В. Киренского, Федеральный исследовательский центр
"Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук", 660036 Красноярск, Россия
Abstract
При учете структуры трехслойки Te-Mn-Te, входящей в
слоевую последовательность Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te
ван-дер-ваальсовcкого монокристалла MnBi2Te4, 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.