RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики // Архив

Письма в ЖЭТФ, 2019, том 109, выпуск 2, страницы 98–104 (Mi jetpl5800)

Эта публикация цитируется в 7 статьях

КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

Особенности электронной структуры топологического изолятора Bi$_2$Se$_3$, дискретно легированного атомами $3d$-переходных металлов

Э. Т. Кулатовab, В. Н. Меньшовc, В. В. Тугушевa, Ю. А. Успенскийa

a Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
b Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия
c Donostia International Physics Center (DIPC), 20018 San Sebastian, Basque Country, Spain

Аннотация: Методом функционала плотности рассчитаны электронные и оптические спектры топологического изолятора Bi$_2$Se$_3$, селективно легированного атомами V, Cr, Mn, Fe и Co. Показано, что вставка магнитных атомов в отдельные дельта-слои (один на 2–9 пятислойников Bi$_2$Se$_3$) многократно усиливает магнитные эффекты. Наиболее подробно изучено легирование Mn, при котором реализуется ферромагнитное упорядочение спинов. Отмечена чувствительность спинового порядка к концентрации и расположению магнитных атомов. Изучение аналитической модели, где электроны Bi$_2$Se$_3$ резонансно рассеиваются на атомном слое переходного металла, также указывает на существование спин-поляризованных состояний в области щели Bi$_2$Se$_3$. Как показывают наши первопринципные расчеты, наличие конгруэнтных ветвей электронного спектра вблизи уровня Ферми приводит к особенностям оптической проводимости при $\hbar\omega\approx0.15{-}0.3\,$эВ, к появлению инфракрасного плазмона и к углу Керра $\theta _K>12^\circ$ в инфракрасной области спектра.

Поступила в редакцию: 12.10.2018
Исправленный вариант: 19.11.2018
Принята в печать: 21.11.2018

DOI: 10.1134/S0370274X19020061


 Англоязычная версия: Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2019, 109:2, 102–108

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024