电门控 (Bi,Sb)_2Te_3 薄膜中依赖于螺旋度的光电流
材料科学
2018-02-07 v1
摘要
已知圆偏振光子能在室温下的三维拓扑绝缘体中产生方向性的依赖于螺旋度的光电流。令人惊讶的是，该现象在光子能量将电子激发到远高于自旋动量锁定的 Dirac 锥的状态时也很容易被观察到，且依赖于螺旋度的光电流的潜在机制仍不清楚。我们通过对 (Bi,Sb)_2Te_3 薄膜中依赖于螺旋度的光电流随光激发入射角、波长及门控调节的化学势变化的综合研究，解开了这一谜题。我们的观察使我们能够明确地将圆光电流效应确定为依赖于螺旋度的光电流的主导机制。此外，我们使用解析计算将光电流的方向性特征与拓扑表面态和体能带之间的非对称光学跃迁联系起来。我们获得的见解对于工程化依赖自旋和电荷电流光学调控的光自旋电子器件具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1706.04296,
title = {Helicity dependent photocurrent in electrically gated (Bi,Sb)_2Te_3 thin films},
author = {Yu Pan and Qing-Ze Wang and Andrew L. Yeats and Timothy Pillsbury and Thomas C. Flanagan and Anthony Richardella and Haijun Zhang and David D. Awschalom and Chao-Xing Liu and Nitin Samarth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.04296},
year = {2018}
}