Связанные состояния короткодействующего дефекта на поверхности собственного антиферромагнитного топологического изолятора в неколлинеарной фазе

В данной работе теоретически исследуются особенности электронных состояний на поверхности собственного антиферромагнитного топологического изолятора, содержащего дефекты. Наш подход учитывает роль электростатического потенциала и вариацию ориентации магнитных моментов в приповерхностных слоях. Описано изменение спектральных характеристик поверхностных состояний при трансформации намагниченности из равновесной антиферромагнитной фазы А-типа в ферромагнитную фазу через неколлинеарную текстуру. Показано, что в антиферромагнитном топологическом изоляторе с одноосной анизотропией, внешнее магнитное поле, приложенное вдоль легкой оси, может вызвать значительную модуляцию величины обменной щели в спектре поверхностных состояний и даже инвертировать ее знак. Моделируя влияние уединенного дефекта как возмущение поверхностного потенциала на конечном масштабе, мы аналитически исследуем формирование связанного состояния и его поведение в зависимости от силы потенциального и обменного рассеяния на дефекте и ширины обменной щели. Продемонстрировано, что энергетический уровень связанного состояния испытывает резкий сдвиг в окрестности спин-флоп перехода. Полученные теоретические результаты позволяют дать последовательное объяснение недавних экспериментальных данных по сканирующей туннельной спектроскопии антиузельных дефектов на поверхности прототипного антиферромагнитного топологического изолятора MnBi$_2$Te$_4$ во внешнем магнитном поле.