Антиферромагнитный топологический изолятор

Международной группой ученых с участием российских исследователей из Санкт-Петербургского и Томского государственных университетов, Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) и Института твердого тела РАН (Черноголовка) показано, что соединение MnBi₂Te₄ совмещает в себе топологический изолятор и антиферромагнетик. Эти свойства MnBi₂Te₄ были предсказаны теоретически путем вычислений «из первых принципов», а затем подтверждены в эксперименте с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением. Топологический изолятор — это материал с электропроводящей поверхностью и непроводящим объемом. Измерения намагниченности при различных температурах и величинах магнитного поля показали наличие в MnBi₂Te₄ трёхмерной антиферромагнитной упорядоченности при температуре в точке Нееля 24,2(5) K. Ранее магнитные топологические изоляторы получались только путём допирования немагнитных топологических изоляторов металлами, что приводило к сильной неоднородности. Напротив, MnBi₂Te₄ имеет собственные магнитные свойства даже без допирования, поэтому его характеристики однородны. Антиферромагнитные топологические изоляторы могут найти важные применения как в фундаментальных исследованиях, так и в спинтронике. О спинтронике см. в УФН 189 849 (2019), а о топологических изоляторах см. в УФН 187 411 (2017), УФН 188 1226 (2018) и УФН 188 1129 (2018). Источник: Nature 576 416 (2019)