Исследования спин-фононного взаимодействия в магнитных топологических изоляторах MnBi2Te4 и MnSb2Te4 методом спектроскопии комбинационного рассеяния света Текст научной статьи по специальности «Физика»

Исследования спин-фононного взаимодействия в магнитных топологических изоляторах MnBi2Te4 и MnSb2Te4 методом спектроскопии комбинационного

рассеяния света

А.А.Максимов,1* И.И. Тартаковский,1 Н.А.Абдуллаев,2 В.Н.Зверев1

1ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика

Осипьяна, д.2

2Бакинский государственный университет, AZ1148, Баку, Азербайджан; Институт физики, AZ1141, Баку, Азербайджан

*e-mail: maksimov@issp.ac.ru

В работе были подробно изучены спектры комбинационного рассеяния (КР) света в кристаллах магнитных топологических изоляторов в широком диапазоне температур, включающим область магнитного упорядочения, определены ангармонические параметры изученных кристаллов, обсуждается возможное влияние спин-фононного взаимодействия на частоты и интенсивности КР фононов.

Измерения спектров КР с высокой точностью определения спектрального положения полос КР света [1], в отличие от работ [2,3] с противоречивыми экспериментальными

утверждениями, показали, что с точностью до ±0.1 см-1 температурная зависимость частоты A1g(1) фонона в MnBi2Te4 может быть описана стандартной ангармонической моделью, не учитывающей спин-фононного взаимодействия.

Также были измерены спектры КР кристаллов MnBi2Te4 с высоким спектральным разрешением при различных температурах при возбуждении полупроводниковым лазером с длиной волны излучения 785 нм, что позволило впервые подробно изучить температурное поведение A1g(2) фонона. Наблюдается увеличение относительной интенсивности и сильное уменьшение частоты (рис. 1) A1g(2) фонона по сравнению с интенсивностью и частотой фонона Eg(3) в MnBi2Te4 при понижении температуры ниже температуры антиферромагнитного фазового перехода Tn. Такое температурное поведение можно объяснить спин-фононным взаимодействием, которое наиболее сильным образом должно проявляться именно для фонона A1g(2) симметрии [2].

Исследования поляризационных зависимостей спектров КР света в кристаллах MnSb2Te4 свидетельствуют в пользу того, что в них, в отличие от изоструктурных кристаллов MnBi2Te4, происходит значительное перемешивание атомов Sb и Mn.

Литература

[1] А.А. Максимов, И.И. Тартаковский, З.С. Алиев и др., Письма в ЖЭТФ 11S, 361 (2023).

[2] H. Padmanabhan, M. Poore, P.K. Kim et al., Nat. Commun. 13, 1929 (2022).

[3] J. Choe, D. Lujan, M. Rodriguez-Vega et al., Nano Lett. 21, 6139 (2021).

Температура, K Рис.1.