Celem pracy było sprawdzenie czy izolatory topologiczne (Tl), czyli materiały posiadające metaliczne stany powierzchniowe, zasadniczo inaczej oddziałują z pojedynczymi adatomami magnetycznymi położonymi na ich powierzchni niż na powierzchni materiałów nie będących TI, ale posiadających zbliżoną strukturę. Przedmiotowe badania zostały przeprowadzone na próbkach: Bi2Se3, Bi2Te3,
Sb2Te3, Bi2S3 oraz na materiałach domieszkowanych: Bi1 , 9Mn0,1Te3
i Bi1,98Fe0,02Se3.
Przeprowadzono dwa rodzaje testów: sprawdzenie różnicy w widmie drgań (pomiar NIS) pojedynczych atomów na powierzchni TI i materiału nie będącego TI, oraz sprawdzenie wpływu stanów „topologicznych" na wzajemne oddziaływanie jonów magnetycznych Co (pomiar XMCD) położonych na powierzchni TI.
W obu przypadkach nie udało się stwierdzić wybiórczego wpływu stanów TI na adatomy magnetyczne. Zaprezentowano bogatą strukturę magnetyczną adatomów Co na powierzchni TI. Stworzono pierwsze obszerne zestawienie przedstawiające charakter anizotropii magnetycznej „pojedynczych" adatomów Co na powierzchniach materiałów TI klasy 23, oraz komplementarnych materiałów nie będących TI. Pokazano także zaskakujące stany elektronowe wnętrza, co skutkowało poszerzeniem badań o metodę XNLD. Pomimo , że drgania adatomów Fe nie wskazują na istnienie topologicznych stanów powierzchniowych, to jednak samo widmo drgań jest inne niż dotychczas zmierzone.
Electron states of magnetic dopants and adatoms in 3D topological insulators Bi2Se3, Bi2Te3:
The aim of this doctoral thesis was to determine whether there are significant differences when comparing the interaction between topological insulators (TI), materials which have metallic surface states, and individual atoms located on their surface to interaction taking place between non-TI, but having a similar structure, materials and atoms located on their surfaces. These studies were carried out on samples: Bi2Se3, Bi2Te3, Sb2Te3, Bi2S3 and doped materials:
Bi1,9Mn0,1Te3 and Bi1,98Fe0,02Se3.
In this work two types of tests are presented: detecting the differences in vibration spectra (NIS measurement) of individual atoms belonging to either TI or non-TI material surface and examining the influence of sample's topological state on mutual interaction of Co magnetic ions (XMCD measurement) located on the TI surface.
In both cases it failed to reveal the selective influence of TI states on magnetic adatoms. A rich magnetic structure of Co adatoms on TI surface has been shown along with surprising electronic states of the bulk. Due to the measured electronic states the research was expanded to include another method: XNLD. Although the vibration of Fe atoms does not indicate the existence of topological surface states, however, the spectrum differs from the one previously measured.
