Модуляция энергетической запрещенной зоны в точке Дирака в антиферромагнитном топологическом изоляторе Mn Bi₂Te₄ как результат изменений поверхностного градиента потенциала
Шикин А.М., Естюнин Д.А., Зайцев Н.Л., Глазкова Д.А., Климовских И.И., Фильнов С.О., Рыбкин А.Г., Кох К.А., Терещенко О.Е., Звездин К.А., Звездин А.К.

Поступила в редакцию: 29 Июля 2021

DOI: 10.31857/S0044451022010114

PDF (2451.5K)

Методами фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением показана возможность существенного различия величин энергетической запрещенной зоны в точке Дирака в диапазоне от 15 до 55 мэВ для различных образцов антиферромагнитного топологического изолятора MnBi₂Te₄. Методом теории функционала плотности проведен анализ взаимосвязи величины запрещенной зоны в точке Дирака со значением градиента поверхностного потенциала, изменение которого моделировалось приложением внешнего электрического поля перпендикулярно поверхности (0001) MnBi₂Te₄. Показана возможность как уменьшения, так и увеличения размеров запрещенной зоны в диапазоне от 5 до 89 мэВ при приложении поля относительно исходного значения 81 мэВ. При приложении поля наблюдалось изменение локализации топологических поверхностных состояний и магнитных моментов поверхностных атомов. Проведенный анализ показывает возможность искусственной модуляции величины запрещенной зоны в точке Дирака в широком энергетическом диапазоне, что может быть использовано для модуляции магнитоэлектрических свойств систем на основе MnBi₂Te₄ в прикладных исследованиях и задачах.