研究了Fe掺杂的拓扑绝缘体Sb 1. 96 Fe 0. 04 Te 3单晶的磁输运性质。与掺杂,能带结构的变化显着和多个费米口袋变得明显的舒布尼科夫-德哈斯振荡,在检测到的单一频率纯Sb 2 Te 3。使用互补密度泛函理论计算,我们确定了一个额外的体空穴袋引入的Γ点,其起源于与Fe掺杂剂相关的化学畸变。实验上,掺杂和未掺杂的样品都是空穴载流子占主导地位的,然而,Fe掺杂也降低了载流子密度和迁移率。分析了角度相关的量子振荡,以表征复杂的费米面和隔离的每个SdH功能的维数。在组件中,至少两个口袋根据它们的旋转依赖性具有2D样行为。这些结果表明杂化掺杂剂带与体和表面拓扑电子结构的复杂的相互作用。
英文摘要:
We investigated the magnetotransport properties of Fe-doped topological insulator Sb1.96 Fe0.04Te3 single crystals. With doping, the band structure changes significantly and multiple Fermi pockets become evident in the Shubnikov-de Haas oscillations, in contrast to the single frequency detected for pure Sb2Te3. Using complementary density functional theory calculations, we identify an additional bulk hole pocket introduced at the Γ point which originates from the chemical distortion associated with the Fe-dopant. Experimentally, both doped and undoped samples are hole-carrier dominated, however, Fe doping also reduces the carrier density and mobility. The angle dependent quantum oscillations were analyzed to characterize the complex Fermi surface and isolate the dimensionality of each SdH feature. Among the components, at least two pockets possess 2D-like behavior according to their rotational dependence. These results indicate a complex interplay of hybridized dopant bands with the bulk and surface topological electronic structure.
Carrier density dependence of the magnetic properties in iron-doped Bi2Se3 topological insulator
研究了掺铁拓扑绝缘体Bi 1. 84-xFe 0. 16 Ca x Se 3单晶的电磁性质。通过共掺杂Fe和Ca原子,得到了不同载流子密度(从n型到p型)的铁磁体态。每个Fe原子的有效磁矩估计小至约0.07 $μ$ B。在所有样品中观察到磁性和非磁性相分离。我们的研究结果表明,铁掺杂Bi 2Se 3的体铁磁性不是本征的,无论载流子密度。
Stability, Electronic and Magnetic properties of magnetically doped topological insulators Bi2Se3, Bi2Te3 and Sb2Te3
在拓扑绝缘体(TI)中,磁与无带隙表面态的相互作用被预言会引起一些奇异的量子现象。然而,TI的有效磁性掺杂在实验上仍然具有挑战性。采用第一性原理计算方法,研究了Bi $_{2}$ Se $_{3}$,Bi $_{2}$ Te $_{3}$和Sb $_{2}$ Te $_{3}$中V,Cr,Mn和Fe的磁掺杂特性.我们发现,对于所有三个TI的阳离子位点的替代掺杂是最积极有利的阴离子丰富的环境作为最佳的生长条件。进一步我们的研究结果表明,在4%的标称掺杂浓度下,Cr和Fe掺杂的Bi $_{2}$ Se $_{3}$、Bi $_{2}$ Te $_{3}$和Cr掺杂的Sb $_{2}$ Te $_{3}$保持为绝缘体,而V、Mn和Fe掺杂的Sb $_{2}$ Te $_{3}$的所有TI变为金属。我们还发现,Cr掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$的磁相互作用倾向于铁磁,而Fe掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$的磁相互作用倾向于反铁磁.最后,我们利用蒙特卡罗模拟估算了有希望的铁磁绝缘体(Cr掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$)的磁耦合和居里温度。这些发现可能为磁感应铁磁的实验研究提供重要的指导。
Large Gap Quantum Anomalous Hall Effect in a Type-I Heterostructure Between a Magnetically Doped Topological Insulator and Antiferromagnetic Insulator
拓扑绝缘体(TI)和磁性绝缘体之间的异质结构是实现量子反常霍尔效应(QAHE)的重要途径。使用密度泛函理论为基础的系统的筛选和调查的热力学,磁性和拓扑性质的异质结构,我们表明,形成一个I型的异质结构之间的宽禁带的反铁磁绝缘体Cr $_2$ O $_3$和TI膜,如Sb $_2$ Te $_3$,可以导致费米能级钉扎在间隙的中心,即使在磁性掺杂。异质结构中的Cr掺杂将带隙增加到$\sim$ 64.5 meV,具有来自界面Cr掺杂剂的大塞曼能量,从而克服了由于能带弯曲效应而导致的潜在金属性。通过将费米能级附近的能带结构拟合为4带k.p模型哈密顿量,我们证明了Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$是一个陈数C =-1的陈绝缘体.输运计算进一步表明,手性边缘模式本地化的顶部/底部的TI膜的材料中的主要电流载体。我们的预测的一个大的界面磁性,由于铬掺杂剂,反铁磁耦合到AFM衬底上的MBE生长的Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$异质结构,我们的极化中子反射测量证实,是一致的,最近在这样的系统中测量的正交换偏置。因此,Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$异质结构代表了开发具有高可调谐性的功能拓扑磁性器件的有希望的平台。
Possible high-Tc superconductivity at 45 K in the Ge-doped cluster Mott insulator GaNb4Se8
Institute of Physics and Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所与北京凝聚态物理国家实验室);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
Proposal to determine the Fermi-surface topology of a doped iron-based superconductor using bulk-sensitive Fourier-transform Compton scattering
我们已经进行了第一性原理计算的康普顿散射谱证明,在LaO $_{1-x}$ F $_{x}$ FeAs的空穴费米面的填充产生一个独特的签名时,在傅立叶变换的康普顿谱的动量转移矢量位于沿[100]方向。因此,我们展示了如何临界浓度$x_c$,空穴费米表面片被填充和超导介导的反铁磁自旋波动预计将被抑制,可以获得在一个体积敏感的方式。
Single-pulse strain-induced precessional dynamics of magnetization in Co-doped iron garnet
HFML-FELIX;Radboud University, Institute for Molecules and Materials(拉德堡德大学分子与材料研究所);Russian Quantum Center, Skolkovo Innovation Center(俄罗斯量子中心斯科尔科沃创新中心);Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学物理系);Faculty of Physics, University of Bialytsok(比亚韦斯托克大学物理系)
Evolution from $B_{2g}$ nematics to $B_{1g}$ nematics in heavily hole-doped iron-based superconductors
最近的实验报道了重空穴掺杂磷属元素化合物$A$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的一种不寻常的双折射行为,其中碱金属$A$ = Rb,Cs.与母体$Ae$ Fe $_{2}$的$B_{2g}$有序相反,作为$_{2}$化合物(碱土金属$Ae$ = Sr,Ba),其特征在于不相等的最近邻Fe-Fe键,在空穴掺杂系统中,在$B_{1g}$通道中观察到有序,其特征在于不相等的次最近邻Fe-Fe(对角Fe-As-Fe)键。在这项工作中,使用密度泛函理论,我们属性的磁性基态沿系列$Ae_{1-x}A_{x}$ Fe $_{2}$作为$_{2}$的演变,从单条纹小$x$双条纹大$x$。我们的模拟使用约化的Stoner理论表明,Fe矩的波动是必不可少的双条配置的稳定性。我们提出,磁基态的性质的变化是负责的变化的对称性的残余的doppler命令,它支持。
Anomalous Nodal Gap in a Doped Spin-1/2 Antiferromagnetic Mott Insulator
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Chongqing University(重庆大学);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);SLAC National Accelerator Laboratory(SLAC国家加速器实验室);Northeastern University(东北大学)