1.6 Внутренний антиферромагнитный топологический изолятор 
 Внутренний антиферромагнитный ТИ MnBi2Te4 [16] представляет собой модификацию немагнитного ТИ Bi2Te3, в каждом пятислойнике вида Te-Bi-Te-Bi-Te встроен магнитный слой Te-Mn, таким образом, материал состоит из семислойных блоков вида Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te, построенных вдоль направления [0001] и связанных между собой ван-дер-ваальсовыми силами (рис. 1.6 а). Температура магнитного перехода материала составляет T=24.2 K. При охлаждении материала ниже данной температуры, магнитная структура материала приобретает следующий порядок: каждый семислойник ферромагнитен в своей плоскости, семислойники относительно друг друга антиферромагнитны, магнитный момент направлен перпендикулярно поверхности, в направлении [0001].  Электронная структура топологических поверхностных состояний образцов MnBi2Te4 представляет собой конус Дирака (рис. 1.6. б) (на рисунке отмечен как TSS), на краях сильно смешанный с валентной зоной (BVB) и зоной проводимости (BCB), на рис. 1.6 в отмечена точка Дирака. Несмотря на то, что изначально предсказывалась значения для запрещенной зоны, открываемой в точке Дирака, около 90 мэВ, в эксперименте оказалось, что данная запрещенная зона варьируется в широких пределах: от больших (60-70 мэВ) размеров запрещенной зоны и вплоть до так называемых «бесщелевых» («gapless») состояний [20]. Причины, вызывающие такой разброс, активно исследуются [20].   Рис. 1.6 а) Кристаллическая структура MnBi2Te4. На рисунке представлено два семислойных блока, разделенных ван-дер-ваальсовым промежутком. б), в) Электронная структура MnBi2Te4, измеренная методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением.  Взято из [23]   На образцах MnBi2Te4 был реализован КАЭХ при температуре T = 6.5 K [17], что существенно выше, чем для ТИ, легированных магнитными примесями. Кроме того, для MnBi2Te4 температура реализации КАЭХ ближе к температуре магнитного перехода, благодаря упорядоченной структуре данных материалов.  Однако, одним из препятствий становится тот факт, что образцы MnBi2Te4 характеризуются существенным электронным легированием: точка Дирака локализована при энергиях 0.25-0.28 эВ от уровня Ферми, в то время как для реализации КАЭХ необходимо, чтобы точка Дирака локализовалась непосредственно на уровне Ферми. Авторы работы [17] для измерения КАЭХ прикрепляли тонкие образцы MnBi2Te4 (в несколько семислойников) на кремниевую пластину, покрытую SiO2 толщиной 285 нм, после чего наносили контакты Cr/Au для транспортных измерений. Напряжение смещения Vg, приложенное между Si и образцом MnBi2Te4, позволяло инжектировать в образец MnBi2Te4 электронные или дырочные носители заряда в зависимости от полярности Vg. Однако, такие манипуляции могли повлиять на результат эксперимента, поэтому продолжаются поиски способов реализации образцов ТИ изначально в состоянии компенсированного полупроводника (с точкой Дирака локализованной на уровне Ферми).
В статье рассматриваются результаты исследований, посвященных изучению возможности реализации квантового электронного газа (КАЭХ) в антиферромагнитных ТИ. В качестве примера приводится работа, в которой описывается эксперимент по реализации КАЭХ на образцах MnBi2Te4, легированных магнитными примесями.