一类具有表面自旋极化单狄拉克锥的大能隙拓扑绝缘体的发现（理论预测与实验观测）
介观与纳米尺度物理
2009-08-26 v1 材料科学
摘要
近期的理论和实验表明，某些能带绝缘体中的强自旋-轨道耦合效应可以产生一种新的量子物质相，即所谓的拓扑绝缘体，它可以展现宏观纠缠效应。此类系统具有二维表面态，其电动力学性质并非由常规麦克斯韦方程组描述，而是由一种附加的轴子场描述，该场最初是为描述强相互作用粒子而提出的。已有提议认为，一个具有单个自旋纹理狄拉克锥的拓扑绝缘体与超导体界面结合，可以构成执行容错量子计算的最基本单元。在此，我们展示了一项角分辨光电子能谱研究和第一性原理理论计算预测，它们揭示了首次观测到这种在天然存在的BiSe类材料中实现的、具有单表面狄拉克锥的拓扑物质态。我们的结果，得到理论预测和计算的支持，表明此类材料的未掺杂化合物可以作为长期寻求的拓扑器件的母体基质化合物，其中面内表面载流子输运具有纯粹的量子拓扑起源。我们的研究进一步表明，通过n到p掺杂得到的未掺杂化合物即使在室温下也应展现拓扑输运现象。
引用
@article{arxiv.0908.3513,
title = {Discovery (theoretical prediction and experimental observation) of a large-gap topological-insulator class with spin-polarized single-Dirac-cone on the surface},
author = {Y. Xia and D. Qian and D. Hsieh and L. Wray and A. Pal and H. Lin and A. Bansil and D. Grauer and Y. S. Hor and R. J. Cava and M. Z. Hasan},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.3513},
year = {2009}
}
备注
3 Figures, 18 pages, Submitted to NATURE PHYSICS in December 2008