(Bi1-xSbx)2Te3三元拓扑绝缘体中的能带结构工程

Jinsong Zhang; Cui-Zu Chang; Zuocheng Zhang; Jing Wen; Xiao Feng; Kang Li; Minhao Liu; Ke He; Lili Wang; Xi Chen; Qi-Kun Xue; Xucun Ma; Yayu Wang

doi:10.1038/ncomms1588

(Bi1-xSbx)2Te3三元拓扑绝缘体中的能带结构工程

材料科学 2011-12-08 v3 介观与纳米尺度物理强关联电子

作者: Jinsong Zhang , Cui-Zu Chang , Zuocheng Zhang , Jing Wen , Xiao Feng , Kang Li , Minhao Liu , Ke He , Lili Wang , Xi Chen , Qi-Kun Xue , Xucun Ma , Yayu Wang

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摘要

三维(3D)拓扑绝缘体(TI)是一种新型量子材料，具有绝缘体体态和受拓扑保护的金属表面态，其能带结构类似狄拉克锥。自旋螺旋狄拉克表面态有望承载奇异的拓扑量子效应，并在自旋电子学和量子计算中找到应用。这些想法的实验实现需要基于具有可调表面态的体绝缘TI来制造多功能器件。以Bi2Se3和Bi2Te3为代表的当前TI材料面临的主要挑战是显著的体态电导，尽管在纳米结构、化学掺杂和电门控方面进行了广泛努力，这一问题仍未解决。本文报道了一种通过分子束外延(MBE)生长(Bi1-xSbx)2Te3三元化合物来工程化TI能带结构的新方法。角分辨光电子能谱(ARPES)和输运测量表明，拓扑表面态存在于(Bi1-xSbx)2Te3 (x = 0 到 1)的整个组分范围内，表明体态Z2拓扑的鲁棒性。最值得注意的是，系统的能带工程导致了理想的TI，具有真正绝缘的体态和跨越狄拉克点的可调表面态，其行为类似于四分之一石墨烯。这项工作展示了实现拓扑表面态本征量子输运以及利用成熟的半导体技术设计全新概念TI器件的新途径。

关键词

拓扑绝缘体能带结构工程分子束外延三元化合物狄拉克表面态体态绝缘角分辨光电子能谱

引用

@article{arxiv.1106.1755,
  title  = {Band structure engineering in (Bi1-xSbx)2Te3 ternary topological insulators},
  author = {Jinsong Zhang and Cui-Zu Chang and Zuocheng Zhang and Jing Wen and Xiao Feng and Kang Li and Minhao Liu and Ke He and Lili Wang and Xi Chen and Qi-Kun Xue and Xucun Ma and Yayu Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1106.1755},
  year   = {2011}
}

备注

Minor changes in title, text and figures. Supplementary information added

(Bi1-xSbx)2Te3三元拓扑绝缘体中的能带结构工程

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关键词

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