論文の概要: Doping Topological Dirac Semimetal with magnetic impurities: electronic structure of Mn-doped Cd$_3$As$_2$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06662v1
- Date: Sat, 10 May 2025 14:38:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-13 20:21:48.973774
- Title: Doping Topological Dirac Semimetal with magnetic impurities: electronic structure of Mn-doped Cd$_3$As$_2$
- Title（参考訳）: 磁性不純物をドーピングしたトポロジカルディラック金属:Mn添加Cd$_3$As$_2$の電子構造
- Authors: H. Ness, I. Leahy, A. Rice, D. Pashov, K. Alberi, M. van Schilfgaarde,
- Abstract要約: $d$レベルの磁気不純物からの磁場は、鋭い局所構造を持つ磁場を生成する。
磁性不純物は印加磁場と同じ方法で作用し、その磁場がディラックTSMの電子構造に与える影響は何か。
MnをドープしたCd$_3$As$$の電子構造は、適切な外部磁場を持つプリスチンCd$_3$As$$$の電子構造でエミュレートできることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The prospect of transforming a Dirac topological semimetal (TSM) into a Weyl TSM phase, following doping by magnetic impurities, is central to TSM applications. The magnetic field from polarized $d$ levels of magnetic impurities produces a field with a sharp local structure. To what extent magnetic impurities act in the same manner as an applied field and what are the effects of such a field on the electronic structure of a Dirac TSM is the subject of this paper. We present electronic structure calculations of bulk Cd$_3$As$_2$ with substitutional doping of Mn impurities in the dilute alloy range. Quasi-particle $GW$ (QS$GW$) ab-initio electronic structure calculations are used in conjunction with $k \cdot p$ model Hamiltonian calculations. As expected, we observe the splitting of the Dirac points into pairs of Weyl points following the doping with Mn. We also show that the electronic structure of Mn-doped Cd$_3$As$_2$ can be emulated by the electronic structure of pristine Cd$_3$As$_2$ with an appropriate external magnetic field. Some properties of the conductivity of bulk Cd$_3$As$_2$ for different magnetic field orientations are also investigated. Our results inform future opportunities for unique device functionality based on band structure tuning not found in conventional magnetic Weyl TSM.
- Abstract（参考訳）: 磁気不純物によるドーピングに続いて、ディラックトポロジカル半金属(TSM)をワイルTSM相に変換する見通しは、TSMの応用の中心である。
極性化$d$レベルの磁気不純物からの磁場は、鋭い局所構造を持つ磁場を生成する。
印加磁場と同様に磁気不純物が作用する程度に、ディラックTSMの電子構造に対する磁場の影響は、この論文の主題である。
希薄合金におけるMn不純物の置換ドーピングによるバルクCd$_3$As$_2$の電子構造計算を行った。
準粒子$GW$ (QS$GW$) ab-initio電子構造計算と$k \cdot p$モデルハミルトン計算が併用される。
予想通り、ディラック点の 2 つのワイル点への分割は Mn とのドーピングに続く。
また、MnをドープしたCd$_3$As$_2$の電子構造は、適切な外部磁場を持つプリスチンCd$_3$As$_2$の電子構造によってエミュレートできることを示した。
異なる磁場配向に対するバルクCd$_3$As$_2$の導電性についても検討した。
この結果から,従来の磁気式 Weyl TSM にはないバンド構造チューニングに基づくデバイス機能の実現の可能性が示唆された。
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