Bi$_2$Se$_3$薄膜中的狄拉克锥工程

Hosub Jin; Jung-Hwan Song; Arthur J. Freeman

doi:10.1103/PhysRevB.83.125319

Bi$_2$Se$_3$薄膜中的狄拉克锥工程

材料科学 2015-05-18 v2

作者: Hosub Jin , Jung-Hwan Song , Arthur J. Freeman

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摘要

拓扑绝缘体区别于普通绝缘体的特征在于其体绝缘带隙以及连接反转导带和价带的奇数个表面态，这些表面态在布里渊区的时间反演不变点处呈现狄拉克锥。基于铋的三维强拓扑绝缘体材料Bi $_2$ Se $_3$ 和Bi $_2$ Te $_2$ 因其相对较大的体带隙而被称为高温拓扑绝缘体，并在 $\Gamma$ 点处具有一个简单的狄拉克锥。尽管其表面态狄拉克锥特征清晰，但狄拉克点（即克莱默点）和拓扑输运区域位于体价带最大值之下。由于狄拉克点非孤立，无法获得拓扑输运区域，并且表面态与体态之间可能存在散射通道。在本文中，我们展示了通过适当替换Bi $_2$ Se $_3$ 表面Se原子，在薄板几何结构中实现了理想且孤立的狄拉克锥。除了通过表面原子替换进行狄拉克锥工程外，我们还研究了Bi $_2$ Se $_3$ 薄膜的厚度和磁性替换效应，这些研究可与自旋电子学器件的应用相关联。

关键词

拓扑绝缘体狄拉克锥 Bi2Se3薄膜表面态自旋电子学能带工程

引用

@article{arxiv.1004.1651,
  title  = {Dirac cone engineering in Bi$_2$Se$_3$ thin films},
  author = {Hosub Jin and Jung-Hwan Song and Arthur J. Freeman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1004.1651},
  year   = {2015}
}

备注

4 figures

Bi$_2$Se$_3$薄膜中的狄拉克锥工程

摘要

关键词

引用

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