本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4电子结构的压力应变调控

• 作者: 郭文锑 黄璐 许桂贵 钟克华 张健敏 黄志高
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: MnBi2Te4 应力应变 本征磁性拓扑绝缘体 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 310-319
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201237

摘要

由于MnBi2Te4电子结构具有对晶格常数的改变相当敏感的特性,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对MnBi2Te4反铁磁块体的电子结构施加等体积应变调控.研究发现体系能带结构在材料等体积拉伸和压缩作用下变化灵敏,体系出现绝缘体-金属相变.特别地,当施加特定应变后导带和价带在Γ处出现交叉,体系呈零带隙状态.在此应变下仍可观察到能带反转的现象,具有非平庸的能带拓扑性质.根据不同应变下的电荷密度图,发现等体积应变会影响体系七倍层层间距,其中等体积压缩和拉伸应变可分别增大和减小Te原子层间距,表明等体积压缩有利于降低反铁磁层间耦合.通过等体积压力应变调控,掌握了MnBi2Te4的电子结构的变化规律,这对本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4的物性研究和实验制备具有重要的指导意义.