准一维碘化铋中可切换弱拓扑绝缘体态的发现
材料科学
2019-03-05 v1
摘要
过去十年中对拓扑材料理解的重大突破皆由 Z 拓扑绝缘体（TI）的发现所引发。在三维（3D）中，TI 被分类为“强”或“弱”，且强拓扑绝缘体（STI）的实验证实在理论预测后迅速跟进。相比之下，弱拓扑绝缘体迄今仍规避实验验证，因为拓扑表面态仅出现在特定的侧表面，而这些侧表面在真实三维晶体中通常无法被探测。在此，我们提供了碘化铋 -Bi4I4 中 WTI 态的实验证据。值得注意的是，该晶体具有天然可解理的顶面和侧面，二者均通过范德瓦耳斯力堆叠，这长久以来都是实验实现 WTI 态所期望的。作为其明确特征，我们在侧表面（100）发现了准一维狄拉克拓扑表面态，而顶表面（001）在拓扑上呈暗态。此外，晶体从 相到 相的相变在室温附近驱动了从非平庸 WTI 到平庸绝缘体的拓扑相变。这种被视为三维堆叠的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体的拓扑相，以及具有开/关切换的优异功能，将为受益于受背散射保护的高密度高度定向自旋流的新技术奠定基础。
引用
@article{arxiv.1802.03860,
title = {Discovery of switchable weak topological insulator state in quasi-one-dimensional bismuth iodide},
author = {R. Noguchi and T. Takahashi and K. Kuroda and M. Ochi and T. Shirasawa and M. Sakano and C. Bareille and M. Nakayama and M. D. Watson and K. Yaji and A. Harasawa and H. Iwasawa and P. Dudin and T. K. Kim and M. Hoesch and S. Shin and R. Arita and T. Sasagawa and Takeshi Kondo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.03860},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 4 figures