- Код статьи
- 10.31857/S2686740023050061-1
- DOI
- 10.31857/S2686740023050061
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 512 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 24-31
- Аннотация
- Теоретические исследования предсказывают, что слабое магнитное легирование дираковских полуметаллов ведет к появлению в них необычных квантовых состояний и свойств: состояния вейлевского полуметалла, аксионного изолятора, топологического сверхпроводника и т.д. Однако конкретные материалы, в которых эти явления могут наблюдаться, а также характерные концентрации магнитных атомов остаются пока неизвестными. В настоящей работе выполнено первопринципное исследование электронных и магнитных свойств дираковских полуметаллов Cd3As2, изоэлектронно легированного атомами Mn с концентрациями 4, 6 и 8%. При анализе результатов основное внимание уделено нарушению пространственной и временной симметрии в сплавах, поведению электронного спектра вблизи вершины дираковского конуса, процессам спинового упорядочения в атомах Mn. Полученные результаты сопоставлены с ранними теоретическими и экспериментальными исследованиями, на их основе дана развернутая картина влияния изоэлектронного магнитного легирования на свойства дираковских полуметаллов Cd3As2.
- Ключевые слова
- полуметаллы Дирака спинтроника топотроника электронная структура
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 12
Библиография
- 1. Armitage N.P., Mele E.J., Vishvanath A. Weyl and Dirac semimetals in three-dimensional solids // Rev. Mod. Phys. 2018. V. 90. №. 1. P. 015001–015057.
- 2. Wang S., Lin B.C., Wang A.Q., Yu D.P., Liao Z.M. Quantum Transport in Dirac and Weyl Semimetals: A Review // Adv. Phys.: X. 2017. V. 2. P. 518–544.
- 3. Burkov A.A. Topological Semimetal // Nat. Mater. 2016. V. 15. P. 1145–1148.
- 4. Wang A.-Q., Ye X.-G., Yu D.-P., Liao Z.M. Topological semimetal nanostructures: from properties to topotronics // ACS Nano. 2020. V. 14. P. 3755–3778.
- 5. Liu P., Williams J.R., Cha J.J. Topological Nanomaterials // Nat. Rev. Mater. 2019. V. 4. P. 479–496.
- 6. Wang L.X., Li C.Z., Yu D.P., Liao Z.M. Aharonov-Bohm Oscillations in Dirac Semimetal Cd3As2 Nanowires // Nat. Commun. 2016. V. 7. P. 10769–10775.
- 7. Yu W., Pan W., Medlin D.L., Rodriguez M.A., Lee S.R., Bao Z.Q., Zhang F. π and 4π Josephson Effects Mediated by a Dirac Semimetal // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 120. P. 177704–177709.
- 8. Ali M.N., Gibson Q., Jeon S., Zhou B.B., Yazdani A., Cava R.J. The crystal and electronic structures of Cd3As2, the three-dimensional electronic analogue of graphene // Inorg. Chem. 2014. V. 53. P. 4062–4067.
- 9. He L.P., Hong X.C., Dong J.K., Pan J., Zhang Z., Zhang J., Li S.Y. Quantum transport evidence for the three-dimensional Dirac semimetal phase in Cd3As2 // Phys. Rev. Lett. 2014. V. 113. P. 246402–246406.
- 10. Neupane M., Xu S.-Y., Sankar R., Alidoust N., Bian G., Liu C., Belopolski I., Lin H., Bansil A., Chou F., Hasan M.Z., Chang T.-R., Jeng H.-T. Observation of a three-dimensional topological Dirac semimetal phase in high-mobility Cd3As2 // Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 3786–3793.
- 11. Liu Z.K., Jiang J., Zhou B., Wang Z.J., Zhang Y., Weng H.M. et al. A stable three-dimensional topological Dirac semimetal Cd3As2 // Nat. Mater. 2014. V. 13. P. 677–681.
- 12. Jeon S., Zhou B.B., Gyenis A., Feldman B.E., Kimchi I., Potter A.C., Gibson Q.D, Cava R.J. Landau quantization and quasiparticle interference in the three-dimensional Dirac semimetal Cd3As2 // Nat. Mater. 2014. V. 13. P. 851–856.
- 13. Wang Z., Weng H., Wu Q., Dai X., Fang Z. Three-dimensional Dirac semimetal and quantum transport in Cd3As2 // Phys. Rev. B. 2013. V. 88. P. 125427–125432.
- 14. Kulatov E.T., Uspenskii Yu.A., Oveshnikov L.N., Mekhiya A.B., Davydov A.B., Ril’ A.I., Marenkin S.F., Aronzon B.A. Electronic, magnetic and magnetotransport properties of Mn-doped Dirac semimetal Cd3As2 // Acta Materialia. 2021. V. 219. P. 117249–117258.
- 15. Akrap A., Hakl M., Tchoumakov S., Crassee I., Kuba J., Goerbig M.O. et al. Magneto-optical signature of massless Kane electrons in Cd3As2 // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 117. P. 136401–136406.
- 16. Neubauer D., Carbotte J.P., Nateprov A.A., Löhle A., Dressel M., Pronin A.V. Interband optical conductivity of the [001]-oriented Dirac semimetal Cd3As2 // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. P. 121202–121206.
- 17. Oveshnikov L.N., Davydov A.B., Suslov A.V., Ril’ A.I., Marenkin S.F., Vasiliev A.L., Aronzon B.A. Superconductivity and Shubnikov-de Haas effect in polycrystalline Cd3As2 thin films // Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 4601–4607.
- 18. Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. B. 1996. V. 54 (16). P. 11169–11186.
- 19. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized gradient approximation made simple // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77 (18). P. 3865–3868.
- 20. Wang V., Xu N., Liu J.C., Tang G., Geng W.T. VASPKIT: A User-Friendly Interface Facilitating High-Throughput Computing and Analysis Using VASP Code // Computer Physics Communications. 2021. V. 267. P. 108033–108051.
- 21. Kulatov E.T., Men’shov V.N., Tugushev V.V., Uspen-skii Yu.A. Electron and magnetic properties of three-dimensional magnetic topological insulators Bi2Se3:Cr and Bi2Se3:Fe // Europhysics Letters. 2016. V. 115. P. 67004–67010.
- 22. Kulatov E.T., Men’shov V.N., Tugushev V.V., Uspen-skii Yu.A. Features of the electronic structure of the Bi2Se3 topological insulator digitally doped with 3d transition metals // JETP Letters. 2019. V. 109. P. 102–108.
