Transport Evidence of Surface States in Magnetic Topological Insulator MnBi2Te4

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftKurzartikel (Letter) / Leserbrief mit OriginaldatenBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Michael Wissmann - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Spintec (Autor:in)
  • Romain Giraud - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Spintec (Autor:in)
  • Börge Mehlhorn - , Exzellenzcluster ctd.qmat: Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Maxime Leroux - , Université Grenoble Alpes (Autor:in)
  • Mathieu Pierre - , Université Grenoble Alpes (Autor:in)
  • Michel Goiran - , Université Grenoble Alpes (Autor:in)
  • Walter Escoffier - , Université Grenoble Alpes (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Exzellenzcluster ctd.qmat: Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter, Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Anna Isaeva - , Universiteit van Amsterdam, Technische Universität (TU) Dortmund, University Alliance Ruhr (UA Ruhr) (Autor:in)
  • Joseph Dufouleur - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat (Autor:in)
  • Louis Veyrat - , Université Grenoble Alpes (Autor:in)

Abstract

Magnetic topological insulators can host chiral 1D edge channels at zero magnetic field, when a magnetic gap opens at the Dirac point in the band structure of 2D topological surface states, leading to the quantum anomalous Hall effect in ultrathin nanostructures. For thicker nanostructures, quantization is severely reduced by the coexistence of edge states with other quasi-particles, usually considered as bulk states. Yet, surface states also exist above the magnetic gap, but it remains difficult to identify electronic subbands by electrical measurements due to strong disorder. Here we unveil surface states in MnBi2Te4 nanostructures, using magneto-transport in very-high magnetic fields up to 55 T, giving evidence of Shubnikov-de-Haas oscillations above 40 T. A detailed analysis confirms the 2D nature of these quantum oscillations, thus establishing an alternative method to photoemission spectroscopy for the study of topological surface states in magnetic topological insulators using Landau level spectroscopy.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)357-362
Seitenumfang6
FachzeitschriftACS Nanoscience Au
Jahrgang6
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - 17 Juni 2026
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • High magnetic field, Magnetic topological insulators, Magneto-transport, MnBiTe, Nanostructures, Shubnikov-de Haas oscillations, Topological surface states