基于氦原子散射的 Bi$_2$Te$_3$(111) 电子-声子耦合与表面德拜温度

Anton Tamtögl; Patrick Kraus; Nadav Avidor; Martin Bremholm; Ellen M. J. Hedegaard; Bo B. Iversen; Marco Bianchi; Philip Hofmann; John Ellis; William Allison; Giorgio Benedek; Wolfgang E. Ernst

doi:10.1103/PhysRevB.95.195401

基于氦原子散射的 Bi$_2$Te$_3$(111) 电子-声子耦合与表面德拜温度

材料科学 2017-05-05 v1

作者: Anton Tamtögl , Patrick Kraus , Nadav Avidor , Martin Bremholm , Ellen M. J. Hedegaard , Bo B. Iversen , Marco Bianchi , Philip Hofmann , John Ellis , William Allison , Giorgio Benedek , Wolfgang E. Ernst

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摘要

我们利用氦原子散射研究了拓扑绝缘体 Bi $_2$ Te $_3$ (111)。通过将最近发展的氦散射概率的量子理论推导适用于简并半导体情形，确定了 Bi $_2$ Te $_3$ (111) 的平均电子-声子耦合 $\lambda$ 。基于在 $110~\mbox{K}$ 至 $355~\mbox{K}$ 表面温度下测量的 Bi $_2$ Te $_3$ (111) 弹性衍射峰的德拜-瓦勒衰减，我们发现 $\lambda$ 处于 $0.04-0.11$ 范围内。该方法允许提取正确平均的 $\lambda$ 并解决先前研究之间的差异。尽管某些个别声子可能提供更大的电子-声子相互作用， $\lambda$ 相对较小的值并不令人惊讶。此外，Bi $_2$ Te $_3$ (111) 的表面德拜温度确定为 ${\rm \Theta}_D = (81\pm6)~\mbox{K}$ 。基于紧密耦合计算分析了电子表面波纹度。通过使用波纹莫尔斯势，获得了晶格常数 9% 的峰间波纹度。

关键词

拓扑绝缘体电子-声子耦合表面德拜温度氦原子散射 Bi$_2$Te$_3$(111) 德拜-瓦勒衰减紧密耦合计算

引用

@article{arxiv.1704.07416,
  title  = {Electron-Phonon Coupling and Surface Debye Temperature of Bi$_2$Te$_3$(111) from Helium Atom Scattering},
  author = {Anton Tamtögl and Patrick Kraus and Nadav Avidor and Martin Bremholm and Ellen M. J. Hedegaard and Bo B. Iversen and Marco Bianchi and Philip Hofmann and John Ellis and William Allison and Giorgio Benedek and Wolfgang E. Ernst},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1704.07416},
  year   = {2017}
}

备注

9 pages, 4 figures

基于氦原子散射的 Bi$_2$Te$_3$(111) 电子-声子耦合与表面德拜温度

摘要

关键词

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