Аннотация:
Методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением при фотовозбуждении лазерным излучением (hνhν = 6.3 eV) изучена модификация щели, открываемой в точке Дирака в аксионном антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi22Te44 при температурах выше и ниже температуры Нееля (24.5 K). Показано, что открываемая щель может иметь как аномально большую (62–67 meV), так и значительно уменьшенную (15–18 meV) величину на различных образцах MnBi22Te44 или различных участках одного и того же образца. В обоих случаях щель в точке Дирака остается открытой выше температуры Нееля. В результате проведенных исследований было выдвинуто предположение, что различие в величине щели, открываемой в точке Дирака, связано с проявлением эффекта фракционирования аксионного члена θθ. Величина щели (62–67 meV), коррелирующая с результатами теоретических расчетов, соответствует состоянию с аксионным членом θ=πθ=π. При этом экспериментальное наблюдение щели в точке Дирака 15–18 meV соответствует эффективной модуляции аксионного члена θ=π/4θ=π/4 за счет генерации многоэлектронных хиральных спиновых флуктуаций и их взаимодействия при лазерном фотовозбуждении.
Ключевые слова:
антиферромагнитный топологический изолятор, фотоэлектронная спектроскопия с угловым и спиновым разрешением, магнитная щель в точке Дирака.
Работа выполнена в рамках финансовой поддержки по гранту на НИР Санкт-Петербургского государственного университета (Pure 1D 40990069) и гранта РНФ № 18-12-00062.
Поступила в редакцию: 01.04.2020 Исправленный вариант: 01.04.2020 Принята в печать: 09.04.2020
Образец цитирования:
А. М. Шикин, “Природа открытия и модификации дираковской щели в аксионном антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi22Te44”, Физика твердого тела, 62:8 (2020), 1293–1301; Phys. Solid State, 62:8 (2020), 1460–1468
T. P. Makarova, D. A. Estyunin, S. O. Fil'nov, D. A. Glazkova, D. A. Pudikov, A. G. Rybkin, A. A. Gogina, Z. S. Aliev, I. R. Amiraslanov, N. T. Mamedov, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, A. M. Shikin, M. M. Otrokov, E. V. Chulkov, I. I. Klimovskikh, “Impact of Co Atoms on the Electronic Structure of Bi2Te3 and MnBi2Te4 Topological Insulators”, J. Exp. Theor. Phys., 134:5 (2022), 607
Huijie Li, Wenshuai Gao, Zheng Chen, Weiwei Chu, Yong Nie, Shuaiqi Ma, Yuyan Han, Min Wu, Tian Li, Qun Niu, Wei Ning, Xiangde Zhu, Mingliang Tian, “Magnetic properties of the layered magnetic topological insulatorEuSn2As2”, Phys. Rev. B, 104:5 (2021)
Ilya I. Klimovskikh, Mikhail M. Otrokov, Dmitry Estyunin, Sergey V. Eremeev, Sergey O. Filnov, Alexandra Koroleva, Eugene Shevchenko, Vladimir Voroshnin, Artem G. Rybkin, Igor P. Rusinov, Maria Blanco-Rey, Martin Hoffmann, Ziya S. Aliev, Mahammad B. Babanly, Imamaddin R. Amiraslanov, Nadir A. Abdullayev, Vladimir N. Zverev, Akio Kimura, Oleg E. Tereshchenko, Konstantin A. Kokh, Luca Petaccia, Giovanni Di Santo, Arthur Ernst, Pedro M. Echenique, Nazim T. Mamedov, Alexander M. Shikin, Eugene V. Chulkov, “Tunable 3D/2D magnetism in the (MnBi2Te4)(Bi2Te3)m topological insulators family”, npj Quantum Mater., 5:1 (2020)