論文の概要: Strain effect on optical properties and quantum weight of 2D magnetic topological insulators MnBi$_2$X$_4$ (X = Te, Se, S)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.10879v1
• Date: Tue, 15 Apr 2025 05:18:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 22:06:31.544436
• Title: Strain effect on optical properties and quantum weight of 2D magnetic topological insulators MnBi$_2$X$_4$ (X = Te, Se, S)
• Title（参考訳）: 2次元磁気トポロジカル絶縁体MnBi$_2$X$_4$(X = Te, Se, S)の光学的性質と量子量に対するひずみ効果
• Authors: Nguyen Tuan Hung, Vuong Van Thanh, Mingda Li, Takahiro Shimada,
• Abstract要約: 2次元トポロジカル絶縁体MnBi$X$_4$(X = Te, Se, S)の磁気及び光学特性に及ぼすひずみの影響について検討する。 その結果,二軸ひずみはMn磁気モーメントを高める一方,一軸ひずみはMn磁気モーメントを減少させることがわかった。 種々のひずみ方向の化学結合を解析することにより,MnBi$$X$_4$の内在性延性破壊挙動が製造プロトコルや構造安定性に与える影響を解明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5249435285717095
• License:
• Abstract: Manipulating the optical and quantum properties of two-dimensional (2D) materials through strain engineering is not only fundamentally interesting but also provides significant benefits across various applications. In this work, we employ first-principles calculations to investigate the effects of strain on the magnetic and optical properties of 2D topological insulators MnBi$_2$X$_4$ (X = Te, Se, S). Our results indicate that biaxial strain enhances the Mn magnetic moment, while uniaxial strains reduce it. Significantly, the strain-dependent behavior, quantified through the quantum weight, can be leveraged to control the system's quantum geometry and topological features. Particularly, uniaxial strains reduce the quantum weight and introduce anisotropy, thus providing an additional degree of freedom to tailor device functionalities. Finally, by analyzing chemical bonds under various strain directions, we elucidate how the intrinsic ductile or brittle fracture behavior of MnBi$_2$X$_4$ could impact fabrication protocols and structural stability. These insights pave the way for strain-based approaches to optimize the quantum properties in 2D magnetic topological insulators in practical device contexts.
• Abstract（参考訳）: ひずみ工学による2次元(2次元)材料の光学的および量子的性質の操作は、基本的に興味深いだけでなく、様々な応用において大きな利益をもたらす。 本研究では,2次元トポロジカル絶縁体MnBi$_2$X$_4$ (X = Te, Se, S) の磁気及び光学特性に及ぼすひずみの影響を第一原理計算を用いて検討する。 その結果,二軸ひずみはMn磁気モーメントを高める一方,一軸ひずみはMn磁気モーメントを減少させることがわかった。 重要なことに、量子量によって定量化されたひずみ依存の挙動は、システムの量子幾何学と位相的特徴を制御するために利用することができる。 特に、一軸ひずみは量子重量を減少させ、異方性を導入し、デバイス機能を調整するための追加の自由度を与える。 最後に, 種々のひずみ方向下での化学結合の解析により, MnBi$_2$X$_4$の内在性延性, 脆性破壊挙動が製造プロトコルや構造安定性に与える影響を解明した。 これらの知見は、2次元磁気トポロジカル絶縁体における量子特性を実用的なデバイス・コンテキストで最適化するための歪に基づくアプローチの道を開いた。

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