弱拓扑绝缘体 Bi14Rh3I9 的暗表面电子结构
材料科学
2016-03-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
化合物 Bi14Rh3I9 由金属间 [(Bi4Rh)3I]2+ 与绝缘 [Bi2I8]2- 层交替堆叠而成，已被确认为弱拓扑绝缘体。扫描隧道显微镜揭示了阳离子层所有台阶边缘处稳健的边缘态，作为拓扑指纹。然而，这些边缘态位于费米能级以下 0.25 eV 处，这对输运实验造成了阻碍。在此，我们通过将密度泛函 slab 计算结果与扫描隧道谱和角分辨光电子能谱进行比较来解决这一阻碍。我们表明，金属间层的 n 型掺杂本质上由极性表面引起，并向体相良好屏蔽。相反，阴离子“间隔”层在表面和体相均在费米能级处呈现带隙，即它并未因碘脱附而发生表面掺杂。良好屏蔽的表面偶极子意味着，一个埋藏的边缘态（可能已在单个间隔层以下）位于费米能级处。因此，由间隔层覆盖的多层台阶可望提供通往拓扑边缘态输运性质的途径。此外，我们发现了拓扑非平凡表面层的横向电子调制，这可追溯至与间隔层底层锯齿形链结构的耦合。
引用
@article{arxiv.1603.04241,
title = {Electronic Structure of the Dark Surface of the Weak Topological Insulator Bi14Rh3I9},
author = {Christian Pauly and Bertold Rasche and Klaus Koepernik and Manuel Richter and Sergey Borisenko and Marcus Liebmann and Michael Ruck and Jeroen van den Brink and Markus Morgenstern},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.04241},
year = {2016}
}
备注
accepted at ACS Nano, 28 pages, 5 Figures