磁性拓扑绝缘体的非占据表面态数据集

通过第一性原理计算，研究了磁性拓扑绝缘体MnBi₂Te₄的能带结构中未占据的部分。我们提出可能存在第二个未占据的拓扑表面态，其电子结构与已知的占据拓扑表面态相似。传统密度泛函理论方法用于该研究，虽然未能完全精确描述激发态特性，因此这些计算结果可视为模型模拟。该未占据的拓扑表面态能量位于Γ点附近已占据的庞大狄拉克表面态之上约1.5 eV，使其有望通过双光子角分辨光电子能谱直接观察到。我们提出了一个统一的有效模型来描述占据与未占据的表面态。由于这两个表面态间存在直接光学耦合，我们进一步建议通过两种光学效应来检测该未占据的表面态。其一为奇数层材料中的极化克尔效应，源于非零的交流霍尔导电率σxy(ω)；其二为偶数层中的高阶太赫兹边带生成效应，通过非占据表面态的非零Berry曲率可直接观察到光学发射的巨大法拉第旋转。这些发现对研究磁性拓扑绝缘体的光学特性提供了新的思路和实验方法。