Bi$_2$Se$_3$拓扑绝缘体氮气表面掺杂的证据
材料科学
2023-07-13 v1
摘要
利用扫描隧道谱，我们研究了氮气暴露对硒化铋态密度的影响。我们观察到狄拉克点的偏移，这在定性上与氮结合到硒空位上的理论模型一致。在仔细控制的测量中，BiSe晶体最初在氦气环境中解理，然后暴露于22 SCFH的超高纯度N气体流中。我们观察到光谱曲线因此发生变化，暴露效应在大约50分钟后饱和，最终使狄拉克点向费米能级靠近约50 meV。将这些结果与密度泛函理论计算进行比较，后者支持了这样一个物理图景：分子在Se空位附近物理吸附，并解离成单个N原子，随后与Se空位紧密结合。在这种解释中，N原子与Se空位位点的结合消除了由空位产生的表面缺陷态，并改变了费米能级相对于狄拉克点的位置。
引用
@article{arxiv.2004.01631,
title = {Evidence for nitrogen gas surface doping of the Bi$_2$Se$_3$ topological insulator},
author = {Michael Gottschalk and Mal-Soon Lee and Eric Goodwin and Camille Mikolas and Thomas Chasapis and Duck Young Chung and Mercouri Kanatzidis and S. D. Mahanti and Stuart Tessmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.01631},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 3 figures