RIENKS, E. D. L., S. WIMMER, J. SANCHEZ-BARRIGA, Ondřej CAHA, P. S. MANDAL, Jiří RŮŽIČKA, A. NEY, H. STEINER, V. V. VOLOBUEV, H. GROISS, M. ALBU, G. KOTHLEITNER, J. MICHALICKA, S. A. KHAN, J. MINAR, H. EBERT, G. BAUER, F. FREYSE, A. VARYKHALOV, O. RADER a G. SPRINGHOLZ. Large magnetic gap at the Dirac point in Bi2Te3/MnBi2Te4 heterostructures. Nature. LONDON: NATURE PUBLISHING GROUP, roč. 576, č. 7787, s. "423"-"+", 19 s. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/s41586-019-1826-7. 2019.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Large magnetic gap at the Dirac point in Bi2Te3/MnBi2Te4 heterostructures
Autoři RIENKS, E. D. L., S. WIMMER, J. SANCHEZ-BARRIGA, Ondřej CAHA (203 Česká republika, domácí), P. S. MANDAL, Jiří RŮŽIČKA (203 Česká republika, domácí), A. NEY, H. STEINER, V. V. VOLOBUEV, H. GROISS, M. ALBU, G. KOTHLEITNER, J. MICHALICKA, S. A. KHAN, J. MINAR, H. EBERT, G. BAUER, F. FREYSE, A. VARYKHALOV, O. RADER (garant) a G. SPRINGHOLZ.
Vydání Nature, LONDON, NATURE PUBLISHING GROUP, 2019, 0028-0836.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10302 Condensed matter physics
Stát vydavatele Velká Británie a Severní Irsko
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Impakt faktor Impact factor: 42.779
Kód RIV RIV/00216224:14310/19:00113420
Organizační jednotka Přírodovědecká fakulta
Doi http://dx.doi.org/10.1038/s41586-019-1826-7
UT WoS 000504660500092
Klíčová slova anglicky state
Štítky rivok
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Změnil Změnila: Mgr. Marie Šípková, DiS., učo 437722. Změněno: 31. 3. 2020 19:38.
Anotace
Magnetically doped topological insulators enable the quantum anomalous Hall effect (QAHE), which provides quantized edge states for lossless charge-transport applications(1-8). The edge states are hosted by a magnetic energy gap at the Dirac point(2), but hitherto all attempts to observe this gap directly have been unsuccessful. Observing the gap is considered to be essential to overcoming the limitations of the QAHE, which so far occurs only at temperatures that are one to two orders of magnitude below the ferromagnetic Curie temperature, T-C (ref. (8)). Here we use low-temperature photoelectron spectroscopy to unambiguously reveal the magnetic gap of Mn-doped Bi2Te3, which displays ferromagnetic out-of-plane spin texture and opens up only below T-C. Surprisingly, our analysis reveals large gap sizes at 1 kelvin of up to 90 millielectronvolts, which is five times larger than theoretically predicted(9). Using multiscale analysis we show that this enhancement is due to a remarkable structure modification induced by Mn doping: instead of a disordered impurity system, a self-organized alternating sequence of MnBi2Te4 septuple and Bi2Te3 quintuple layers is formed. This enhances the wavefunction overlap and size of the magnetic gap(10). Mn-doped Bi2Se3 (ref. (11)) and Mn-doped Sb2Te3 form similar heterostructures, but for Bi2Se3 only a nonmagnetic gap is formed and the magnetization is in the surface plane. This is explained by the smaller spin-orbit interaction by comparison with Mn-doped Bi2Te3. Our findings provide insights that will be crucial in pushing lossless transport in topological insulators towards room-temperature applications.
Návaznosti
LM2015041, projekt VaVNázev: CEITEC Nano
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC Nano
VytisknoutZobrazeno: 20. 4. 2024 02:25