Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 8 » Статья стр. 1476
<<<>>>
Модификация электронной структуры поверхности магнитного полупроводника с сильным эффектом Рашбы, вызванная присутствием доменных стенок
Санкт-Петербургский государственный университет, Новые квантовые материалы и топологические наносистемы на основе спин-орбитального взаимодействия и магнетизма для применения в современной спинтронике и квантовых вычислениях, 125022702939-2
Меньшов В.Н. 1,2,3, Русинов И.П. 1,2, Чулков Е.В.2
1Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: v.menshov@lebedev.ru, rusinovip@gmail.com, evg.chulkov@gmail.com
Поступила в редакцию: 1 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 14 июля 2025 г.
Принята к печати: 14 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.
PDF версия
В настоящей работе мы теоретически изучаем, как рассеяние электронов на доменных стенках модифицирует электронную структуру поверхности магнитного полупроводника с сильным эффектом Рашбы. Показано, что гладкая граница между доменами с противоположной намагниченностью, перпендикулярной поверхности, индуцирует возникновение трех различных типов одномерных электронных состояний. Ниже континуума двумерных состояний формируется связанное состояние. В пределах локальной обменной энергетической щели возникают резонансное состояние с квазилинейным спектром и резонансные состояния с параболической дисперсией. Происхождение резонансных состояний связано с нетривиальной кривизной Берри благодаря нарушению инверсионной симметрии на поверхности. Описаны спектральные характеристики и спиновая поляризация указанных состояний в зависимости от величины расщепления Рашбы, амплитуды намагниченности в доменах и ширины границы между ними. Обсуждается возможное проявление резонансных состояний в магнитотранспортных экспериментах, например, на поверхности полярного полупроводника BiTeI, допированного атомами переходного металла. Ключевые слова: эффект Рашбы, магнитная доменная стенка, обменная щель, резонансное состояние.
  1. C.-Z. Chang, C.-X. Liu, A.H. MacDonald. Rev. Mod. Phys. 95, 1, 011002 (2023)
  2. Y. Tokura, K. Yasuda, A. Tsukazaki. Nature Reviews Physics 1, 1, 126 (2019)
  3. M.M. Otrokov, T.V. Menshchikova, M.G. Vergniory, I.P. Rusinov, A.Yu. Vyazovskaya, Yu.M. Koroteev, G. Bihlmayer, A. Ernst, P.M. Echenique, A. Arnau, E.V. Chulkov. 2D Materials 4, 2, 025082, (2017)
  4. Y. Zhao, Q. Liu. Appl. Phys. Lett. 119, 6, 060502 (2021)
  5. J.-X. Qiu, B. Ghosh, J. Schutte-Engel, T. Qian, M. Smith, Y.-T. Yao, J. Ahn, Y.-F. Liu, A. Gao, Ch. Tzschaschel, H. Li, I. Petrides, D. Berube, T. Dinh, T. Huang, O. Liebman, E.M. Been, J.M. Blawat, K. Watanabe, T. Taniguchi, K.C. Fong, H. Lin, P.P. Orth, P. Narang, C. Felser, T.-R. Chang, R. McDonald, R.J. McQueeney, A. Bansil, I. Martin, N. Ni, Q. Ma, D.J.E. Marsh, A. Vishwanath \& Su-Yang Xu. Nature 641, 5, 62 (2025)
  6. D. Xiao, M.C. Chang, \& Q. Niu. Rev. Mod. Phys. 82, 3, 1959 (2010)
  7. N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, A.H. MacDonald, \& N.P. Ong. Rev. Mod. Phys. 82, 2, 1539 (2010)
  8. J.G. Checkelsky, J.T. Ye, Y. Onose, Y. Iwasa, \& Y. Tokura. Nat. Phys. 8, 10, 729 (2012)
  9. I.T. Rosen, E.J. Fox, X. Kou, L. Pan, Kang L. Wang, D. Goldhaber-Gordon. Quantum Materials 2, 12, 69 (2017)
  10. Y. Shi, Y. Bai, Y. Li, Y. Feng, Q. Li, H. Zhang, Y. Chen, Y. Tong, J. Luan, R. Liu, P. Ji, Z. Gao, H. Guo, J. Zhang, Y. Wang, X. Feng, K. He, X. Zhou, J. Shen. Phys. Rev. Materials 8, 12, 124202 (2024)
  11. Y.-F. Zhao, R. Zhang, J. Cai, D. Zhuo, L.-J. Zhou, Z.-J. Yan, M. H. W. Chan, X. Xu \& C.-Z. Chang. Nature Communications, 14, 1, 770 (2023)
  12. M. Allen, Y. Cui, M.E. Yue, M. Mogi, M. Kawamura, I.C. Fulga, D. Goldhaber-Gordon, Y. Tokura, Z.-X. Shen. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 116, 29, 14511 (2019)
  13. R. Wakatsuki, M. Ezawa, N. Nagaosa. Sci. Rep. 5, 9, 13638 (2015)
  14. P. Upadhyaya, Y. Tserkovnyak. Phys. Rev. B 94, 2, 020411(R) (2016)
  15. Y. Ferreiros, F.J. Buijnsters, M.I. Katsnelson. Phys. Rev. B 92, 8, 085416 (2015)
  16. В.Н. Меньшов, Е.В. Чулков. Письма в ЖЭТФ 117, 2, 147 (2023)
  17. В.Н. Меньшов, И.А. Швец, Е.В. Чулков. Письма в ЖЭТФ 110, 12, 777 (2019)
  18. V.N. Men'shov, I.A. Shvets, E.V. Chulkov. Phys. Rev. B 106, 20, 205301 (2022)
  19. I.P. Rusinov, V.N. Men'shov, E.V. Chulkov. Phys. Rev. B 104, 3, 035411 (2021)
  20. В.Н. Меньшов, И.П. Русинов, Е.В. Чулков. Письма в ЖЭТФ 114, 11, 768 (2021)
  21. V.N. Men'shov, I.A. Shvets, E.V. Chulkov. Phys. Rev. B 99, 11, 115301 (2019)
  22. E.K. Petrov, V.N. Men'shov, I.P. Rusinov, M. Hoffmann, A. Ernst, M.M. Otrokov, V.K. Dugaev, T.V. Menshchikova, E.V. Chulkov. Phys. Rev. B 103, 23, 235142 (2021)
  23. N.P. Armitage, E.J. Mele, A. Vishwanath. Rev. Mod. Phys. 90, 1, 015001 (2018)
  24. K. Ishizaka, M.S. Bahramy, H. Murakawa, M. Sakano, T. Shimojima, T. Sonobe, K. Koizumi, S. Shin, H. Miyahara, A. Kimura, K. Miyamoto, T. Okuda, H. Namatame, M. Taniguchi, R. Arita, N. Nagaosa, K. Kobayashi, Y. Murakami, R. Kumai, Y. Kaneko, Y. Onose and Y. Tokura. Nature Materials 10, 6, 521 (2011)
  25. S.V. Eremeev, I.A. Nechaev, Yu.M. Koroteev, P.M. Echenique, E.V. Chulkov. Phys. Rev. Lett., 108, 24, 246802 (2012)
  26. G. Landolt, S.V. Eremeev, Yu.M. Koroteev, B. Slomski, S. Muff, M. Kobayashi, V.N. Strocov, T. Scmitt, Z.S. Aliev, M.B. Babanly, I.R. Amiraslanov, E.V. Chulkov, J. Osterwalder, J.H. Dil. Phys. Rev. Lett. 109, 11, 116403 (2012)
  27. I.I. Klimovskikh, A.M. Shikin, M.M. Otrokov, A. Ernst, I.P. Rusinov, O.E. Tereshchenko, V.A. Golyashov, J. Sanchez-Barriga, A.Yu. Varykhalov, O. Rader, K.A. Kokh, E.V. Chulkov. Scientific Reports 7, 6, 3353 (2017)
  28. A.M. Shikin, A.A. Rybkina, I.I. Klimovskikh, O.E. Tereshchenko, A.S. Bogomyakov, K.A. Kokh, A. Kimura, P.N. Skirdkov, K.A. Zvezdin, A.K. Zvezdin. 2D Mater. 4, 2, 025055 (2017)
  29. A.M. Shikin, A.A. Rybkina, D.A. Estyunin, I.I. Klimovskikh, A.G. Rybkin, S.O. Filnov, A.V. Koroleva, E.V. Shevchenko, M.V. Likholetova, V.Yu. Voroshnin, A.E. Petukhov, K.A. Kokh, O.E. Tereshchenko, L. Petaccia, G. Di Santo, S. Kumar, A. Kimura, P.N. Skirdkov, K.A. Zvezdin, A.K. Zvezdin. Scientific Reports 11, 12, 23332 (2021)
  30. I.P. Rusinov, V.N. Men'shov, E.V. Chulkov. Phys. Rev. B 110, 19, 195405 (2024)
  31. В.Н. Меньшов, И.П. Русинов, Е.В. Чулков. Письма в ЖЭТФ, 121, 5, 393 (2025).
  32. G. Bihlmayer, O. Rader, R. Winkler. New J. Phys. 17, 5, 050202 (2015)
  33. A. Manchon, H.C. Koo, J. Nitta, S.M. Frolov, R.A. Duine. Nature Materials 14, 9, 871 (2015)
  34. G. Bihlmayer, P. Noel, D.V. Vyalikh, E.V. Chulkov, A. Manchon. Nature Reviews Physics 4, 8, 642 (2022)
  35. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys. 82, 4, 3045 (2010)
  36. X.L. Qi, S.C. Zhang. Rev. Mod. Phys. 83, 4, 1057 (2011)
  37. Б.А. Волков, О.А. Панкратов. Письма в ЖЭТФ 42, 4, 145 (1985).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme