MnBi$_2$Te$_4$薄膜中稳定表面氧化物的形成
材料科学
2022-11-15 v1
摘要
理解MnBiTe薄膜的空气稳定性对于基于磁性拓扑绝缘体的电子器件的开发和长期运行至关重要。在本工作中，我们结合使用同步辐射光电子能谱、室温电输运和原子力显微镜研究暴露于大气中的MnBiTe薄膜，以确定其氧化过程。在空气中暴露2天后，一层2 nm厚的氧化物钝化了表面，对应于仅最顶部两层表面的氧化，其下层得以保留。这一保护性氧化层使得样品即使在空气中暴露数天后仍表现出金属性导电。此外，随着氧化物的形成，功函数从原始MnBiTe的4.4 eV降至4.0 eV，同时核心能级仅发生微小位移，表明空气暴露导致的掺杂极小。由于氧化物仅限于最表面层，而下层得以保留，未来或有可能在如何处理、制备和钝化MnBiTe器件方面探索新途径。
引用
@article{arxiv.2110.02412,
title = {Formation of a stable surface oxide in MnBi$_2$Te$_4$ thin films},
author = {Golrokh Akhgar and Qile Li and Iolanda Di Bernardo and Chi Xuan Trang and Chang Liu and Julie Karel and Anton Tadich and Michael S. Fuhrer and Mark T. Edmonds},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02412},
year = {2022}
}