利用量子限域效应工程化Sb纳米薄膜上二维拓扑绝缘体Bi(111)双层膜的电子结构
介观与纳米尺度物理
2017-10-04 v1
摘要
我们报道了通过顺序分子束外延(MBE)生长技术在Sb纳米薄膜上制备二维拓扑绝缘体——Bi(111)双层膜。我们的角分辨光电子能谱测量展示了该异质结构电子能带结构随薄膜厚度的演化，并揭示了顶层Bi双层膜内存在二维自旋极化无质量电子气。有趣的是，我们外推观测能带结构的第一性原理计算表明，通过将支撑Sb薄膜的厚度减小至量子维度区域，由于量子限域效应，一对孤立的拓扑边缘态在费米能级上方0.32 eV处的部分能隙中涌现。我们的结果与纳米级异质结构制备方法确立了Bi双层膜/Sb异质结构作为极具潜力的平台，可应用于超低能耗电子学和基于表面的自旋电子学。
引用
@article{arxiv.1511.02417,
title = {Engineering electronic structure of a 2D topological insulator Bi(111) bilayer on Sb nanofilms by quantum confinement effect},
author = {Guang Bian and Z. F. Wang and Xiaoxiong Wang and Caizhi Xu and Su-Yang Xu and T. Miller and M. Zahid Hasan and Feng Liu and T. -C. Chiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.02417},
year = {2017}
}