Поверхностная электронная структура антиферромагнетика TbIr2Si2
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-4-467-471
Аннотация
С помощью ab initio расчетов в рамках теории функционала плотности (DFT) мы изучили поверхностную электронную структуру антиферромагнетика TbIr2Si2, который характеризуется ориентацией магнитных моментов Tb 4f перпендикулярно плоскости магнитных атомов и высокой температурой Нееля. Мы проанализировали взаимодействие между спин-орбитальными и обменными взаимодействиями и их влияние на дисперсию поверхностных состояний, находящихся в проецируемой запрещенной зоне вблизи точки M поверхностной зоны Бриллюэна, и сравнили результаты расчётов с низкотемпературными измерениями фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES).
Об авторах
Д. А. Перминова
Institute of Strength Physics and Materials Science, Russian Academy of Sciences
Россия
Россия
И. А. Швец
St. Petersburg State University
Россия
Россия
Д. Ю. Усачев
St. Petersburg State University
Россия
Россия
Д. В. Вялых
St. Petersburg State University,
Россия
Россия
С. В. Еремеев
Institute of Strength Physics and Materials Science, Russian Academy of Sciences;
St. Petersburg State University
Россия
Россия
Список литературы
1. Stewart G.R. Heavy-fermion systems. Rev. Mod. Phys., Oct 1984, 56, P. 755–787.
2. Si Q., Steglich F. Heavy Fermions and Quantum Phase Transitions. Science, Sep 2010, 329, P. 1161–1166.
3. Chikina A., Hoppner M., Seiro S., Kummer K., Danzenb ¨ acher S., Patil S., Generalov A., G ¨ uttler M., Kucherenko Y., Chulkov E.V., et al. Strong ¨ ferromagnetism at the surface of an antiferromagnet caused by buried magnetic moments. Nature communications, 2014, 5(1), P. 3171.
4. Guttler M., Generalov A., Otrokov M.M., Kummer K., Kliemt K., Fedorov A., Chikina A., Danzenb ¨ acher S., Schulz S., Chulkov E.V., Koroteev ¨ Y.M., Caroca-Canales N., Shi M., Radovic M., Geibel C., Laubschat C., Dudin P., Kim T.K., Hoesch M., Krellner C., Vyalikh D.V. Robust and tunable itinerant ferromagnetism at the silicon surface of the antiferromagnet GdRh2Si2. Scientific Reports, Apr. 2016, 6, P. 24254.
5. Generalov A., Otrokov M.M., Chikina A., Kliemt K., Kummer K., Hoppner M., G ¨ uttler M., Seiro S., Fedorov A., Schulz S., Danzenb ¨ acher S., ¨ Chulkov E.V., Geibel C., Laubschat C., Dudin P., Hoesch M., Kim T., Radovic M., Shi M., Plumb N.C., Krellner C., Vyalikh D.V. Spin Orientation of Two-Dimensional Electrons Driven by Temperature-Tunable Competition of Spin-Orbit and Exchange-Magnetic Interactions. Nano Letters, 2017, 17(2), P. 811–820.
6. Vyazovskaya A.Y., Otrokov M.M., Koroteev Y.M., Kummer K., Guttler M., Vyalikh D.V., Chulkov E.V. Origin of two-dimensional electronic ¨ states at Si- and Gd-terminated surfaces of GdRh2Si2(001). Phys. Rev. B, Aug 2019, 100, P. 075140.
7. Schulz S., Nechaev I., Guttler M., Poelchen G., Generalov A., Danzenbacher S., Chikina A., Seiro S., Kliemt K., Vyazovskaya A., Kim T., Dudin P., Chulkov E., Laubschat C., Krasovskii E., Geibel C., Krellner C., Kummer K., Vyalikh D. Emerging 2d-ferromagnetism and strong spin-orbit coupling at the surface of valence-fluctuating EuIr2Si2. npj Quantum Materials, 06 2019, 4, P. 26.
8. Schulz S., Vyazovskaya A.Y., Poelchen G., Generalov A., Guttler M., Mende M., Danzenb ¨ acher S., Otrokov M.M., Balasubramanian T., Polley ¨ C., Chulkov E.V., Laubschat C., Peters M., Kliemt K., Krellner C., Usachov D.Y., Vyalikh D.V. Classical and cubic Rashba effect in the presence of in-plane 4f magnetism at the iridium silicide surface of the antiferromagnet GdIr2Si2. Phys. Rev. B, Jan 2021, 103, P. 035123.
9. Generalov A., Falke J., Nechaev I.A., Otrokov M.M., Guttler M., Chikina A., Kliemt K., Seiro S., Kummer K., Danzenb ¨ acher S., Usachov D., Kim ¨ T.K., Dudin P., Chulkov E.V., Laubschat C., Geibel C., Krellner C., Vyalikh D.V. Strong spin-orbit coupling in the noncentrosymmetric Kondo lattice. Phys. Rev. B, Sep 2018, 98, P. 115157.
10. Vyazovskaya A.Y., Kuznetsov V.M. Spin-orbit interaction effect on surface electronic structure of GdX2Si2 compound. Russian Physics Journal, 2021, 64, P. 1451–1459.
11. Shigeoka T., Kurata Y., Nakata T., Fujiwara T., Matsubayashi K., Uwatoko Y. Crystal field effects in polymorphic compound TbIr2Si2. Physics Procedia, 2015, 75, P. 837–844. 20th International Conference on Magnetism, ICM 2015.
12. Blochl P.E. Projector augmented-wave method. ¨ Phys. Rev. B, Dec 1994, 50, P. 17953–17979.
13. Kresse G., Joubert D. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method. Phys. Rev. B, Jan 1999, 59, P. 1758–1775.
14. Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set. ¨ Phys. Rev. B, Oct 1996, 54, P. 11169–11186.
15. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized gradient approximation made simple. Phys. Rev. Lett., Oct 1996, 77, P. 3865–3868.
16. Krukau A.V., Vydrov O.A., Izmaylov A.F., Scuseria G.E. Influence of the exchange screening parameter on the performance of screened hybrid functionals. The Journal of chemical physics, 2006, 125(22), P. 224106.
17. Anisimov V.I., Zaanen J., Andersen O.K. Band theory and Mott insulators: Hubbard U instead of Stoner I. Phys. Rev. B, Jul 1991, 44, P. 943–954.
18. Ferreira L.G., Marques M., Teles L.K. Approximation to density functional theory for the calculation of band gaps of semiconductors. Phys. Rev. B, Sep 2008, 78, P. 125116.
19. Ferreira L.G., Marques M., and Teles L.K. Slater half-occupation technique revisited: the LDA-1/2 and GGA-1/2 approaches for atomic ionization energies and band gaps in semiconductors. AIP Advances, Sep 2011, 1, P. 032119.
20. Kliemt K., Peters M., Feldmann F., Kraiker A., Tran D.-M., Rongstock S., Hellwig J., Witt S., Bolte M., Krellner C. Crystal growth of materials with the ThCr2Si2 structure type. Cryst. Res. Technol., 2020, 55(2), P. 1900116.
21. Momma K., Izumi F. VESTA3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. Journal of Applied Crystallography, Dec 2011, 44, P. 1272–1276.
Рецензия
Для цитирования:
Перминова Д.А., Швец И.А., Усачев Д.Ю., Вялых Д.В., Еремеев С.В. Поверхностная электронная структура антиферромагнетика TbIr2Si2. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(4):467-471. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-4-467-471
For citation:
Perminova D.A., Shvets I.A., Usachov D.Yu., Vyalykh D.V., Eremeev S.V. Surface electronic structure of TbIr2Si2 antiferromagnet. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(4):467-471. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-4-467-471
Просмотров:
55
Послать статью по эл. почте 