Природа открытия и модификации дираковской щели в аксионном антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi-=SUB=-2-=/SUB=-Te-=SUB=-4-=/SUB=-

Abstract

Методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением при фотовозбуждении лазерным излучением (hν=6.3 eV) изучена модификация щели, открываемой в точке Дирака в аксионном антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi2Te4 при температурах выше и ниже температуры Нееля (24.5 K). Показано, что открываемая щель может иметь как аномально большую (62-67 meV), так и значительно уменьшенную (15-18 meV) величину на различных образцах MnBi2Te4 или различных участках одного и того же образца. В обоих случаях щель в точке Дирака остается открытой выше температуры Нееля. В результате проведенных исследований было выдвинуто предположение, что различие в величине щели, открываемой в точке Дирака, связано с проявлением эффекта фракционирования аксионного члена theta. Величина щели (62-67 meV), коррелирующая с результатами теоретических расчетов, соответствует состоянию с аксионным членом theta=π. При этом экспериментальное наблюдение щели в точке Дирака 15-18 meV соответствует эффективной модуляции аксионного члена theta=π/4 за счет генерации многоэлектронных хиральных спиновых флуктуаций и их взаимодействия при лазерном фотовозбуждении. Ключевые слова: антиферромагнитный топологический изолятор, фотоэлектронная спектроскопия с угловым и спиновым разрешением, магнитная щель в точке Дирака.