Гетероструктуры Cr-содержащая ферромагнитная пленка - топологический изолятор, как перспективные материалы для реализации квантового аномального эффекта Холла

Силкин, Игорь Вячеславович; Меньщикова, Татьяна Викторовна; Чулков, Евгений Владимирович; Петров, Евгений Константинович

Гетероструктуры Cr-содержащая ферромагнитная пленка - топологический изолятор, как перспективные материалы для реализации квантового аномального эффекта Холла

Силкин, Игорь Вячеславович, Меньщикова, Татьяна Викторовна, Чулков, Евгений Владимирович, Петров, Евгений Константинович

Дата публикации: 2019

Дата публикации в реестре: 2020-12-02T09:54:15Z

Аннотация:

В настоящей работе мы представляем результаты теоретического исследования двух гетероструктур, состоящих из подложки топологического изолятора Bi2Se3 и тонкой пленки ферромагнитного изолятора CrI3 или CrBi2Se4. Рассчитанный электронный спектр свидетельствует о том, что в обеих гетероструктурах реализуется квантовый аномальный эффект Холла, с величиной расщепления топологического поверхностного состояния 19 и 92 мэВ для CrI3/Bi2Se3 и CrBi2Se4/Bi2Se3, соотвественно. Показано, что основное влияние на величину энергетической щели оказывает степень локализации волновой функции топологического состояния в ферромагнитной пленке, которая зависит от величины и ширины интерфейсного барьера на границе раздела подложки и ферромагнитного материала. В случае системы CrBi2Se4/Bi2Se3 как величина, так и ширина барьера подобны таковым характеристикам ван-дер-ваальсового барьера в объемном Bi2Se3.

Ключевые слова:
гетероструктуры, ферромагнитные пленки, топологические изоляторы, квантовые аномалии, Холла эффект

Тип: статьи в журналах

Права: open access

Источник: Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. 2019. Т. 109, вып. 1/2. С. 118-123