弱拓扑绝缘体与晶体拓扑绝缘体 Bi_2TeI 中共存的表面态
介观与纳米尺度物理
2018-06-12 v2
摘要
电子拓扑分类的多样性为将它们配对成双拓扑复合体提供了机会。体-表面对应关系则确保了边界态的共存组合，这种组合只能在这样一种双拓扑材料的各个表面上实现。我们展示了层状化合物 Bi_2TeI 实现了一种双拓扑绝缘体。它在体能带的两个时间反演对称点处表现出能带反转，这将其归类为在其 (010) “侧面”表面上具有金属态的弱拓扑绝缘体。晶体结构的额外镜面对称性同时将其归类为晶体拓扑绝缘体。因此，预测 Bi_2TeI 在其“侧面”表面上承载一对受时间反演对称性保护的狄拉克锥，并在其“顶部”和“底部” (001) 表面上承载三对受镜面对称性保护的狄拉克锥。我们通过光谱学手段对 Bi_2TeI 的解理顶面及其中的晶体学台阶边缘进行了成像。我们展示了对镜面对称性破缺敏感的双重二维表面态，以及沿着台阶边缘存在的一维通道的存在。它们在两个晶面交汇的台阶边缘上的相互共存，是通过动量和能量分离实现的。我们对双拓扑绝缘体的观察，为其他双拓扑类的配对铺平了道路，这些配对在其边界处具有共存的、截然不同的表面表现。
引用
@article{arxiv.1708.09062,
title = {Coexisting surface states in the weak and crystalline topological insulator Bi_2TeI},
author = {Nurit Avraham and Andrew Norris and Yan Sun and Yanpeng Qi and Lin Pan and Anna Isaeva and Alexander Zeugner and Claudia Felser and Binghai Yan and Haim Beidenkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.09062},
year = {2018}
}
备注
18 pages, 4 figures; Data added, presentation substantially revised