The layered van der Waals compounds (MnBi2Te4)(Bi2Te3) were recently established as the first intrinsic magnetic topological insulators. We report a study on the epitaxial growth of (MnBi2Te4)m(Bi2Te3)n films based on the co-deposition of MnTe and Bi2Te3 on BaF2 (111) substrates. X-ray diffraction and scanning transmission electron microscopy evidence the formation of multilayers of stacked MnBi2Te4 septuple layers and Bi2Te3 quintuple layers with a predominance of MnBi2Te4. The elemental composition and morphology of the films is further characterized by x-ray photoemission spectroscopy and atomic force microscopy. X-ray magnetic circular and linear dichroism spectra are comparable to those obtained for MnBi2Te4 single crystals and confirm antiferromagnetic order in the films.

1.
C.-Z.
Chang
,
J.
Zhang
,
X.
Feng
,
J.
Shen
,
Z.
Zhang
,
M.
Guo
,
K.
Li
,
Y.
Ou
,
P.
Wei
,
L.-L.
Wang
et al.,
Science
340
,
167
(
2013
).
2.
C.-Z.
Chang
,
W.
Zhao
,
D. Y.
Kim
,
H.
Zhang
,
B. A.
Assaf
,
D.
Heiman
,
S.-C.
Zhang
,
C.
Liu
,
M. H. W.
Chan
, and
J. S.
Moodera
,
Nat. Mater.
14
,
473
(
2015
).
3.
M. M.
Otrokov
,
I. I.
Klimovskikh
,
H.
Bentmann
,
D.
Estyunin
,
A.
Zeugner
,
Z. S.
Aliev
,
S.
Gaß
,
A. U. B.
Wolter
,
A. V.
Koroleva
,
A. M.
Shikin
et al.,
Nature
576
,
416
(
2019
).
4.
Y.
Gong
,
J.
Guo
,
J.
Li
,
K.
Zhu
,
M.
Liao
,
X.
Liu
,
Q.
Zhang
,
L.
Gu
,
L.
Tang
,
X.
Feng
et al.,
Chin. Phys. Lett.
36
,
076801
(
2019
).
5.
R. C.
Vidal
,
H.
Bentmann
,
T. R. F.
Peixoto
,
A.
Zeugner
,
S.
Moser
,
C.-H.
Min
,
S.
Schatz
,
K.
Kißner
,
M.
Ünzelmann
,
C. I.
Fornari
et al.,
Phys. Rev. B
100
,
121104
(
2019
).
6.
Y.-J.
Hao
,
P.
Liu
,
Y.
Feng
,
X.-M.
Ma
,
E. F.
Schwier
,
M.
Arita
,
S.
Kumar
,
C.
Hu
,
R.
Lu
,
M.
Zeng
et al.,
Phys. Rev. X
9
,
041038
(
2019
).
7.
Y. J.
Chen
,
L. X.
Xu
,
J. H.
Li
,
Y. W.
Li
,
H. Y.
Wang
,
C. F.
Zhang
,
H.
Li
,
Y.
Wu
,
A. J.
Liang
,
C.
Chen
et al.,
Phys. Rev. X
9
,
041040
(
2019
).
8.
A.
Zeugner
,
F.
Nietschke
,
A. U. B.
Wolter
,
S.
Gaß
,
R. C.
Vidal
,
T. R. F.
Peixoto
,
D.
Pohl
,
C.
Damm
,
A.
Lubk
,
R.
Hentrich
et al.,
Chem. Mater.
31
,
2795
(
2019
).
9.
J.-Q.
Yan
,
Q.
Zhang
,
T.
Heitmann
,
Z.
Huang
,
K. Y.
Chen
,
J.-G.
Cheng
,
W.
Wu
,
D.
Vaknin
,
B. C.
Sales
, and
R. J.
McQueeney
,
Phys. Rev. Mater.
3
,
064202
(
2019
).
10.
J.
Wu
,
F.
Liu
,
M.
Sasase
,
K.
Ienaga
,
Y.
Obata
,
R.
Yukawa
,
K.
Horiba
,
H.
Kumigashira
,
S.
Okuma
,
T.
Inoshita
et al.,
Sci. Adv.
5
,
eaax9989
(
2019
).
11.
R. C.
Vidal
,
A.
Zeugner
,
J. I.
Facio
,
R.
Ray
,
M. H.
Haghighi
,
A. U. B.
Wolter
,
L. T.
Corredor Bohorquez
,
F.
Caglieris
,
S.
Moser
,
T.
Figgemeier
et al.,
Phys. Rev. X
9
,
041065
(
2019
).
12.
C.
Hu
,
K. N.
Gordon
,
P.
Liu
,
J.
Liu
,
X.
Zhou
,
P.
Hao
,
D.
Narayan
,
E.
Emmanouilidou
,
H.
Sun
,
Y.
Liu
et al.,
Nat. Commun.
11
,
97
(
2020
).
13.
J.-Q.
Yan
,
Y. H.
Liu
,
D. S.
Parker
,
Y.
Wu
,
A. A.
Aczel
,
M.
Matsuda
,
M. A.
McGuire
, and
B. C.
Sales
,
Phys. Rev. Mater.
4
,
054202
(
2020
).
14.
S.
Tian
,
S.
Gao
,
S.
Nie
,
Y.
Qian
,
C.
Gong
,
Y.
Fu
,
H.
Li
,
W.
Fan
,
P.
Zhang
,
T.
Kondo
et al.,
Phys. Rev. B
102
,
035144
(
2020
).
15.
N. H.
Jo
,
L.-L.
Wang
,
R.-J.
Slager
,
J.
Yan
,
Y.
Wu
,
K.
Lee
,
B.
Schrunk
,
A.
Vishwanath
, and
A.
Kaminski
,
Phys. Rev. B
102
,
045130
(
2020
).
16.
M. M.
Otrokov
,
I. P.
Rusinov
,
M.
Blanco-Rey
,
M.
Hoffmann
,
A. Y.
Vyazovskaya
,
S. V.
Eremeev
,
A.
Ernst
,
P. M.
Echenique
,
A.
Arnau
, and
E. V.
Chulkov
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
107202
(
2019
).
17.
D.
Zhang
,
M.
Shi
,
T.
Zhu
,
D.
Xing
,
H.
Zhang
, and
J.
Wang
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
206401
(
2019
).
18.
J.
Li
,
Y.
Li
,
S.
Du
,
Z.
Wang
,
B.-L.
Gu
,
S.-C.
Zhang
,
K.
He
,
W.
Duan
, and
Y.
Xu
,
Sci. Adv.
5
,
eaaw5685
(
2019
).
19.
Y.
Deng
,
Y.
Yu
,
M. Z.
Shi
,
Z.
Guo
,
Z.
Xu
,
J.
Wang
,
X. H.
Chen
, and
Y.
Zhang
,
Science
367
,
895
(
2020
).
20.
C.
Liu
,
Y.
Wang
,
H.
Li
,
Y.
Wu
,
Y.
Li
,
J.
Li
,
K.
He
,
Y.
Xu
,
J.
Zhang
, and
Y.
Wang
,
Nat. Mater.
19
,
522
(
2020
).
21.
H.
Fu
,
C.-X.
Liu
, and
B.
Yan
,
Sci. Adv.
6
,
eaaz0948
(
2020
).
22.
J. A.
Hagmann
,
X.
Li
,
S.
Chowdhury
,
S.-N.
Dong
,
S.
Rouvimov
,
S. J.
Pookpanratana
,
K. M.
Yu
,
T. A.
Orlova
,
T. B.
Bolin
,
C. U.
Segre
et al.,
New J. Phys.
19
,
085002
(
2017
).
23.
E. D. L.
Rienks
,
S.
Wimmer
,
J.
Sánchez-Barriga
,
O.
Caha
,
P. S.
Mandal
,
J.
Růžička
,
A.
Ney
,
H.
Steiner
,
V. V.
Volobuev
,
H.
Groiss
et al.,
Nature
576
,
423
(
2019
).
24.
T.
Zhu
,
A. J.
Bishop
,
T.
Zhou
,
M.
Zhu
,
D. J.
O’Hara
,
A. A.
Baker
,
S.
Cheng
,
R. C.
Walko
,
J. J.
Repicky
,
J. A.
Gupta
et al., arXiv:2003.07938 (2020), p. 085002.
25.
K.
Zhu
,
Y.
Bai
,
X.
Hong
,
Z.
Geng
,
Y.
Jiang
,
R.
Liu
,
Y.
Li
,
M.
Shi
,
L.
Wang
,
W.
Li
et al.,
J. Phys.: Condens. Matter
32
,
475002
(
2020
).
26.
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
,
S. L.
Morelhão
, and
E.
Abramof
,
J. Appl. Phys.
119
,
165303
(
2016
).
27.
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
,
S. L.
Morelhão
,
G.
Fornari
,
J. S.
Travelho
,
S.
de Castro
,
M. J. P.
Pirralho
,
F. S.
Pena
,
M. L.
Peres
, and
E.
Abramof
,
Mater. Res. Express
5
,
116410
(
2018
).
28.
S. L.
Morelhão
,
S.
Kycia
,
S.
Netzke
,
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
, and
E.
Abramof
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
101903
(
2018
).
29.
O.
Caha
,
A.
Dubroka
,
J.
Humlíček
,
V.
Holý
,
H.
Steiner
,
M.
Ul-Hassan
,
J.
Sánchez-Barriga
,
O.
Rader
,
T. N.
Stanislavchuk
,
A. A.
Sirenko
et al.,
Cryst. Growth Des.
13
,
3365
(
2013
).
30.
M.
Björck
and
G.
Andersson
,
J. Appl. Crystallogr.
40
,
1174
(
2007
).
31.
S. L.
Morelhão
, Computer Simulation Tools for X-ray Analysis, Graduate Texts in Physics (Springer International Publishing, Cham, 2016), ISBN 978-3-319-19553-7.
32.
S. L.
Morelhão
,
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
, and
E.
Abramof
,
J. Appl. Crystallogr.
50
,
399
(
2017
).
33.
D.
Nečas
and
P.
Klapetek
,
Open Phys.
10
,
181
(
2012
).
34.
E.
Weschke
and
E.
Schierle
,
J. Large-Scale Res. Facil.
4
,
127
(
2018
).
35.
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
,
S. L.
Morelhão
,
T. R. F.
Peixoto
,
H.
Bentmann
,
F.
Reinert
, and
E.
Abramof
,
APL Mater.
4
,
106107
(
2016
).
36.
C. I.
Fornari
,
E.
Abramof
,
P. H. O.
Rappl
,
S. W.
Kycia
, and
S. L.
Morelhão
,
MRS Adv.
5
,
1891
(
2020
).
37.
M. C.
Biesinger
,
B. P.
Payne
,
A. P.
Grosvenor
,
L. W. M.
Lau
,
A. R.
Gerson
, and
R. S. C.
Smart
,
Appl. Surf. Sci.
257
,
2717
(
2011
).
You do not currently have access to this content.