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