Электронная структура магнитных топологических изоляторов серии Mn(Bi$_{1-x}$Sb$_{x})_2$Te$_4$ при изменении концентрации атомов Sb

Собственный магнитный топологический изолятор MnBi$_2$Te$_4$ представляет собой многообещающую платформу для реализации квантового аномального эффекта Холла при повышенных температурах и других уникальных топологических эффектов. Однако для этого запрещенная зона в точке Дирака должна располагаться на уровне Ферми. Одним из широко используемых способов сдвига точки Дирака в область уровня Ферми является частичное замещение атомов Bi атомами Sb. В данной работе представлены результаты исследований электронной структуры остовных уровней и валентной зоны для соединений Mn(Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_4$ при изменении концентрации $(x)$ атомов Sb (от $0$ до $1$). Показано, что с увеличением концентрации атомов Sb точка Дирака сдвигается в сторону уровня Ферми с локализацией на уровне Ферми при $x\approx0.3$. При этом наблюдается “жесткий” сдвиг валентной зоны, включая уровень Mn $3d$, без видимых изменений структуры валентной и зоны проводимости. Концентрационная зависимость сдвига точки Дирака аппроксимируется корневой функцией, что соответствует линейному возрастанию плотности носителей заряда.