The electronic structure and numerous magnetic properties of MnBi magnetic systems are investigated using local spin density approximation (LSDA) with on-cite Coulomb correlations (LSDA+$U$) included. We show that the inclusion of Coulomb correlations provides a much better description of equilibrium magnetic moments on Mn atom as well as the magnetic anisotropy energy (MAE) behavior with temperature and magneto-optical effects. We found that the inversion of the anisotropic pairwise exchange interaction between Bi atoms is responsible for the observed spin reorientation transition at 90 K. This interaction appears as a result of strong spin orbit coupling on Bi atoms, large magnetic moments on Mn atoms, significant $p-d$ hybridization between Mn and Bi atoms, and it depends strongly on lattice constants. A better agreement with the magneto-optical Kerr measurements at higher energies is obtained. We also present the detailed investigation of the Fermi surface, the de Haas-van Alphen (dHvA) effect and the X-ray magnetic circular dichroism in MnBi.
Coexistence of Surface Ferromagnetism and Gapless Topological State in MnBi$_2$Te$_4$
表面磁性及其与电子结构的相关性对于理解内禀磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$的无带隙拓扑表面态是至关重要的。在这里，使用静态和时间分辨角分辨光电子能谱（ARPES），我们发现了一个显着的ARPES强度变化与间隙开放的拉什巴样导带。与模型模拟的比较强烈地表明，解理MnBi $_2$ Te $_4$的表面磁性与其体相状态相同。表面铁磁性和无带隙TSS的共存揭示了MnBi $_2$ Te $_4$的新的复杂性，这可能是负责剥离的MnBi $_2$ Te $_4$的低量子反常霍尔温度。
Alloying V in MnBi$_2$Te$_4$ for Robust Ferromagnetic Coupling and Quantum Anomalous Hall Effect
二维磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$中的本征反铁磁层间耦合限制了量子反常霍尔效应（QAHE）的稳定实现[Y. Deng等人，Science 367，895（2020）]。通过密度泛函理论计算，我们证明了调整的AFM耦合MnBi $_2$ Te $_4$薄膜的铁磁耦合的可能性，通过合金化约50%的V与Mn。结果，QAHE可以在不与偶数或奇数七重层交替的情况下实现。这提供了一个实用的策略，以获得稳健的QAHE在MnBi $_2$ Te $_4$膜，使他们有吸引力的技术创新。
Magnetic field tuning of the spin dynamics in the magnetic topological insulators (MnBi$_{2}$Te$_{4}$)(Bi$_{2}$Te$_{3}$)$_{n}$
我们报告了一个高频/高磁场电子自旋共振（HF-ESR）谱研究在亚太赫兹频率域的两个代表性的家庭的磁性拓扑绝缘体（MnBi $_{2}$ Te $_{4}$）（Bi $_{2}$ Te $_{3}$）$_{n}$与$n = 0$和1。在$T = 4$ K的低温磁有序态的HF-ESR测量结合共振模的计算表明，在MnBi $_{\text{4}}$ Te $_{\text{7}}$的自旋动力学是典型的各向异性易轴型铁磁体（FM），而MnBi $_{\text{2}}$ Te $_{\text{4}}$演示了各向异性易轴型反铁磁体（AFM）的激发。然而，通过施加强于阈值$\sim 6$ T的场，我们在MnBi $_{\text{2}}$ Te $_{\text{4}}$中观察到从AFM共振模式到FM模式的交叉，其性质非常类似于MnBi $_{\text{4}}$ Te $_{\text{7}}$的铁磁响应。我们属性这一显着的不寻常的效果意想不到的一个典型的易轴AFM，其中，另外，可以准确地再现的激发模式的数值计算，到接近的AFM交换和磁各向异性能量的强度，这似乎是一个非常具体的功能，这种化合物。我们的实验数据证明，这些化合物的磁性构建块的自旋动力学，Mn基七重层（SL），是固有的铁磁性，其特征在于只要SL通过引入一个五重夹层（如MnBi $_{\text{4}}$ Te $_{\text{…
Influence of static correlation on the magnon dynamics of an itinerant ferromagnet with competing exchange interactions -- a first principles study of MnBi
Competing magnetic interactions in the antiferromagnetic topological insulator MnBi$_{2}$Te$_{4}$
反铁磁（AF）化合物MnBi $_{2}$ Te $_{4}$被认为是反铁磁（AF）拓扑绝缘体的第一个实现。在这里，我们报告的非弹性中子散射研究的磁相互作用的MnBi $_{2}$ Te $_{4}$，具有铁磁（FM）三角层AF层间耦合。的自旋波显示一个大的自旋间隙和成对交换相互作用的三角形层内的挫折，由于大的次近邻AF交换。挫折的程度表明接近各种磁相，可能包括skyrmion相，可以在化学调谐化合物或应用破磁场时访问。
Crystal and magnetic structures of magnetic topological insulators MnBi$_2$Te$_4$ and MnBi$_4$Te$_7$
利用单晶中子衍射技术，系统地研究了van der Waals拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$和MnBi $_4$ Te $_7$的晶体结构和磁性.结构的改进表明，相当大的Bi原子占据在这两种材料中的Mn网站，从以前报道的反位无序不同。我们明确地表明，MnBi $_{2}$ Te $_{4}$反铁磁性低于24 K的磁对称$R_I$-${3c}$功能，而MnBi $_{4}$ Te $_{7}$是反铁磁性低于13 K的磁空间群$P_c$ - ${3c1}$。它们都呈现反铁磁耦合铁磁层，自旋沿$c$轴。提出了以[Bi $_2$ Te $_3$ ]为构筑单元的无限自适应系列MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$（n $\geq$ 1）晶体结构的堆积定则.比较了MnBi $_{2}$ Te $_{4}$和MnBi $_{4}$ Te $_{7}$的磁性，并结合最近的密度泛函理论计算，得出了在其衍生物中可能实现二维磁性极限的结论.我们的工作对MnBi $_{2n}$ Te系列$_{3n+1}$拓扑磁态的理论研究有一定的推动作用。
Strongly anisotropic spin dynamics in magnetic topological insulators
最近发现的磁性拓扑绝缘体开辟了新的途径，探索奇异的物质状态，可以从拓扑电子状态和磁自由度之间的相互作用，是有序的或强烈波动。受磁矩动力学对拓扑表面态的影响的启发，我们研究了（MnBi $_{\text{2}}$ Te $_{\text{4}}$）（Bi $_{\text{2}}$ Te $_{\text{3}}$）$_{\text{n}}$家族的磁涨落.我们的顺磁电子自旋共振实验揭示了不同化合物中Mn自旋动力学的对比，这表现在MnBi $_{\text{2}}$ Te $_{\text{4}}$中的强烈各向异性Mn自旋弛豫，而在MnBi $_{\text{4}}$ Te $_{\text{7}}$中几乎是各向同性的。我们的密度泛函计算解释了这些惊人的观察在Mn自旋取向的局部电子结构的灵敏度，并表明，磁波动的各向异性可以控制的载流子密度，这可能会直接影响电子拓扑表面状态。
A-type Antiferromagnetic order in MnBi4Te7 and MnBi6Te10 single crystals
MnBi $_4$ Te $_{7}$和MnBi $_6$ Te $_{10}$是MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$家族中的两个成员，其中n=1的成员MnBi $_2$ Te $_{4}$作为第一个本征反铁磁拓扑绝缘体被广泛研究。在这里，我们报告的A型反铁磁秩序在这两个化合物通过测量磁性，电和热输运，比热，和单晶中子衍射。这两种化合物顺序成A型反铁磁结构一样，MnBi $_2$ Te $_{4}$与铁磁平面沿结晶\textit{c}轴反铁磁耦合。对于MnBi $_2$ Te $_{4}$或MnBi $_6$ Te $_{10}$，虽然没有发现任何面内有序矩的证据，但对于MnBi $_4$ Te $_{7}$，观察到沿[0 0 L]方向的半L位置处的弱反射，表明面内有序矩约为0.15 $μ_{B}$ /Mn。Mn Bi $_4$ Te $_{7}$和Mn Bi $_6$ Te $_{10}$的有序化温度T $_N$分别为13，K和11，K.磁性有序性也表现在各向异性磁性上。在2，K下沿\textit{c}轴方向施加约1.6，kOe的磁场时，两种化合物的层间耦合较弱，发生自旋翻转跃迁.如在MnBi $_2$ Te $_4$中所观察到的，当在T $_N$上冷却时，在热电势的温度依赖性中没有观察到异常。另一方面，临界散射效应观察到的热导率，虽然效果是不太明显的MnBi $_…
Topological electronic structure and intrinsic magnetization in MnBi$_4$Te$_7$: a Bi$_2$Te$_3$-derivative with a periodic Mn sublattice
非平凡能带拓扑结构和长程磁序的组合有望实现新的自旋电子学现象，如量子反常霍尔效应和拓扑磁电效应。随着理论的进步，材料候选者正在出现。然而，具有带反转电子结构和固有净磁化的化合物仍然没有实现。MnBi $_2$ Te $_4$是第一种反铁磁拓扑绝缘体的候选者，也是模块化（Bi $_2$ Te $_3$）$_n$（MnBi $_2$ Te $_4$）系列的前身。对于$n$ = 1，我们确认了接近MnBi $_4$ Te $_7$的非化学计量组成，并建立了低于13 K的反铁磁状态，随后是低于5 K的净磁化强度和铁磁磁滞的状态。角分辨光电发射实验和密度泛函计算揭示了MnBi $_4$ Te $_7$（0001）表面上的拓扑表面态，类似于非磁性母体化合物Bi $_2$ Te $_3$。我们的研究结果呈现MnBi $_4$ Te $_7$作为带反转材料的固有净磁化和复杂的磁相图提供了一个通用的平台，实现不同的拓扑相位。
Evolution of structural, magnetic and transport properties in MnBi2-xSbxTe4
本文报道了MnBi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_4$（0 $\leq x \leq$ 2）单晶的结构、磁性和输运性质的演化。与MnBi $_2$ Te $_4$同构的MnSb $_2$ Te $_4$的晶格参数分别为\textit{a} =4.2445（3）$Å$和\textit{c} =40.869（5）$Å$。随着MnBi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_4$中Sb含量的增加，\textit{a} -晶格遵循Vegards定律线性减小，而\textit{c} -晶格几乎不表现出组分依赖性。\textit{a}晶格收缩是通过减小Mn-Te-Mn键角而发生的，而Mn-Te键长几乎保持不变。各向异性磁性表明MnSb $_2$ Te $_4$的反铁磁顺序低于T $_N$ = 19\，K，磁矩沿晶体学\textit{c}轴排列。反铁磁有序温度从MnBi $_2$ Te $_4$的24 K略微降低到MnSb $_2$ Te $_4$的19 K.自旋翻转跃迁和磁矩饱和所需的临界磁场发生了更剧烈的变化。随着Sb含量的增加，这两个临界场都减小，并且在MnSb $_2$ Te $_4$中，3 k Oe的小场足以使磁矩饱和。在高磁场下，饱和磁矩显示出从MnBi $_2$ Te $_4$的3.56 $μ_B$ /Mn到MnSb $_2$ Te $_4$的1.57 $μ_B$…
Continuous ferromagnetic quantum phase transition on an anisotropic Kondo lattice
基于最近在重费米子化合物CeRh $_6$ Ge $_4$中发现的铁磁量子临界性，我们发展了二维各向异性铁磁Kondo-Heisenberg模型的无限投射纠缠对态的数值算法，研究了具有不同磁各向异性和跳跃各向异性的铁磁量子相变.我们的计算揭示了一个连续的铁磁量子相变在大的各向异性区域和一级量子相变较小的各向异性。我们的结果突出了磁各向异性对近藤晶格系统铁磁量子临界性的重要性，并为CeRh $_6$ Ge $_4$的准一维磁结构的实验观察提供了可能的解释.我们的工作为未来使用最先进的张量网络方法研究丰富的近藤晶格物理开辟了途径。
