利用Sb2Te3/Bi2Te3拓扑绝缘体异质结构中费米能级接近狄拉克点的偏移实现自旋-电荷转换
材料科学
2023-10-24 v1 其他凝聚态物理
摘要
在拓扑绝缘体中恰当调控费米能级位置，对于定制其自旋极化电子输运并提升基于它们的任何功能器件效率至关重要。本文报道了在大面积（4英寸）Si(111)衬底上全原位金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长并研究高结晶性Bi2Te3/Sb2Te3拓扑绝缘体异质结构。底部Sb2Te3层作为理想籽晶层用于在其上生长高结晶性Bi2Te3，并诱导费米能级显著偏移至非常接近狄拉克点，这由角分辨光电子能谱观测到。为利用此种理想的拓扑保护表面态，我们制备了简单的自旋-电荷转换器Si(111)/Sb2Te3/Bi2Te3/Au/Co/Au，并通过自旋泵浦铁磁共振探测自旋-电荷转换（SCC）。在室温下测得较大的SCC，其通过逆埃德尔斯坦效应（IEE）解释，从而得到0.44 nm的转换效率lambda_IEE。我们的结果证明了在Sb2Te3上通过全原位MOCVD工艺生长Bi2Te3时可成功调控其表面费米能级，这对其未来技术转化极具意义。
引用
@article{arxiv.2304.10841,
title = {Exploiting the close-to-Dirac point shift of Fermi level in Sb2Te3/Bi2Te3 topological insulator heterostructure for spin-charge conversion},
author = {E. Longo and L. Locatelli and P. Tsipas and A. Lintzeris and A. Dimoulas and M. Fanciulli and M. Longo and R. Mantovan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.10841},
year = {2023}
}
备注
Main text: 19 pages, 6 figures. Supplementary information are also included in the file with additional 4 pages