Fugu-MT 論文翻訳(概要): Emergence of Diverse Topological States in Ge Doped MnBi2Te4

論文の概要: Emergence of Diverse Topological States in Ge Doped MnBi2Te4

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22348v1
Date: Wed, 28 May 2025 13:30:31 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2025-05-29 17:35:50.627838
Title: Emergence of Diverse Topological States in Ge Doped MnBi2Te4
Title（参考訳）: Ge添加MnBi2Te4における異方性トポロジカル状態の発生
Authors: Zhijian Shi, Shengjie Xu, Jianfeng Wang, Yi Du, Weichang Hao,
Abstract要約: MTI MnBi2Te4から強いトポロジカル絶縁体GeBi2Te4へのドーピング濃度を持つバンドの進化とトポロジカル位相図について検討した。バンドモーメントマッピング法を用いることで、既知のMTI相に加えて、反強磁性状態において2種類の磁性ディラック半金属相が見つかる。自明な状態は、2つの共存バンド反転と極端に長いフェルミ弧を持つワイル相に小さなひずみで調整することができる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 35.56261187819994
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: As an ideal platform for studying interplays between symmetry, topology and magnetism, the magnetic topological insulator (MTI) MnBi2Te4 has attracted extensive attentions. However, its strong n-type intrinsic defects hinder the realizations of exotic phenomena. Stimulated by recent discoveries that Ge doping can efficiently tune the position of Fermi level, here we systematically investigate the band evolution and topological phase diagram with doping concentration from MTI MnBi2Te4 to strong topological insulator GeBi2Te4. Different from magnetically doped Bi2Se3, the topology here is determined by competition of two band inversions arising from band folding of two time-reversal invariant momenta between antiferromagnetic and nonmagnetic/ferromagnetic unit cells. By employing a band momentum mapping method, besides the known MTI phase, remarkably, we find two classes of magnetic Dirac semimetal phases at antiferromagnetic state, two classes of Weyl semimetal phases at ferromagnetic state, and an intermediate trivial state at different doping regions. Interestingly, the trivial state can be tuned into a Weyl phase with two coexisting band inversions and extraordinarily long Fermi arcs by a small strain. Our work reveals diverse topological states with intrinsic quantum phenomena can be achieved with great potential for designing future electronic devices.
Abstract（参考訳）: 磁気トポロジカル絶縁体(MTI)MnBi2Te4は、対称性、トポロジ、磁気学の相互作用を研究する上で理想的なプラットフォームである。しかし、その強いn型固有の欠陥は、エキゾチックな現象の実現を妨げる。 Geドーピングがフェルミ位の位置を効率的に調整できるという最近の発見に刺激され、MTI MnBi2Te4から強いトポロジカル絶縁体GeBi2Te4へのドーピング濃度でバンドの進化とトポロジカル位相図を体系的に研究した。磁気ドープBi2Se3とは異なり、このトポロジーは反強磁性および非磁性/強磁性単位細胞間の2つの時間反転不変モータのバンド折り畳みから生じる2つのバンド反転の競合によって決定される。バンドモーメントマッピング法を用いることで、既知のMTI相に加えて、反強磁性状態におけるディラック半金属相の2つのクラス、強磁性状態におけるワイル半金属相の2つのクラス、異なるドーピング領域における中間自明な状態が明らかとなる。興味深いことに、自明な状態は、2つの共存バンド反転と極端に長いフェルミ弧を持つワイル相に小さなひずみで調整することができる。我々の研究は、固有量子現象を持つ多様なトポロジカルな状態が将来の電子機器を設計する大きな可能性を秘めていることを示している。

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