介电覆盖层对二元与三元拓扑绝缘体表面态的影响
材料科学
2011-10-11 v1
摘要
采用基于密度泛函的电子结构方法，我们研究了晶态介电材料对铋基和硫族化合物基二元及三元三维拓扑绝缘体（TI）薄膜金属表面态的影响。考虑了晶态石英（SiO）和氮化硼（BN）介电材料。对非晶态石英的晶态近似使我们能够研究氧覆盖或环境效应对表面态退化的影响，这一问题近期在实验界受到关注。我们考虑了TI薄膜表面的对称和非对称介电覆盖两种情况。研究表明，除氧终止石英表面外，BN和石英覆盖对二元及三元TI的Dirac锥表面态影响可忽略。氧终止石英中氧的悬挂键态在Fermi能级附近占主导，从而扭曲了TI Dirac锥特征并将Dirac点埋入石英价带区域。用原子氢钝化氧终止表面可消除这些Fermi面附近的悬挂键态，从而恢复清晰的Dirac锥。我们的结果与近期关于氧覆盖下TI表面退化的实验研究一致。
引用
@article{arxiv.1109.6650,
title = {Dielectric capping effects on binary and ternary topological insulator surface states},
author = {Jiwon Chang and Priyamvada Jadaun and Leonard F. Register and Sanjay K. Banerjee and Bhagawan Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.6650},
year = {2011}
}
备注
11 pages, 15 figures, Accepted for publication in Physical Review B