Magnetic warping in topological insulators

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Gabriele Naselli - , Professur für Festkörpertheorie (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Ali G. Moghaddam - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, Zanjan, Tampere University (Autor:in)
  • Solange Di Napoli - , Comisión Nacional de Energía Atómica, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) (Autor:in)
  • Verónica Vildosola - , Comisión Nacional de Energía Atómica (Autor:in)
  • Ion Cosma Fulga - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Jeroen Van Den Brink - , Exzellenzcluster ct.qmat: Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien, Professur für Festkörpertheorie (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Jorge I. Facio - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Comisión Nacional de Energía Atómica (Autor:in)

Abstract

We analyze the electronic structure of topological surface states in the family of magnetic topological insulators MnBi2nTe3n+1. We show that, at natural-cleavage surfaces, the Dirac cone warping changes its symmetry from hexagonal to trigonal at the magnetic ordering temperature. In particular, an energy splitting develops between the surface states of the same band index but opposite surface momenta upon formation of the long-range magnetic order. As a consequence, measurements of such energy splittings constitute a simple protocol to detect the magnetic ordering via the surface electronic structure, alternative to the detection of the surface magnetic gap. Interestingly, while the latter signals a nonzero surface magnetization, the trigonal warping predicted here is, in addition, sensitive to the direction of the surface magnetic flux. Our results may be particularly useful when the Dirac point is buried in the projection of the bulk states, caused by certain terminations of the crystal or in hole-doped systems, since in both situations the surface magnetic gap itself is not accessible in photoemission experiments.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer033198
FachzeitschriftPhysical Review Research
Jahrgang4
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - Juli 2022
Peer-Review-StatusJa

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