BiSbTeSe$_2$/石墨烯层状异构结构中高温螺旋边缘态
介观与纳米尺度物理
2025-06-26 v1 材料科学
摘要
层状异构结构通过异构界面之间的相互作用，将原子层调制成多种人工材料。由异构界面势垒引起的能隙折叠与通过能带混合法产生的自旋轨道相互作用( SOI )驱动的能带反转之间的相互作用，使我们能够实现二维拓扑绝缘体(2D-TI)。在本文中，我们报道了通过在石墨烯上生长三维拓扑绝缘体(3D-TI) BiSbTeSe 超薄膜，实现石墨烯2D-TI的过程。通过增加 BiSbTeSe 的厚度从 2 nm 到 9 nm 以增强石墨烯的 SOI，电子态从平凡的 Kekul 绝缘体改变为2D-TI。非局域传输结果显示，螺旋边缘导电现象可持续至最高 200 K。我们的石墨烯2D-TI稳定性好，制作电气接触简单，且质量高。它可用于自旋电流转换以及用于超导体夹层中马约拉纳费子的平台等多种应用。
引用
@article{arxiv.2506.20510,
title = {High-temperature helical edge states in BiSbTeSe$_2$/graphene van der Waals heterostructure},
author = {Yoichi Tanabe and Ngoc Han Tu and Ming-Chun Jiang and Yi Ling Chiew and Mitsutaka Haruta and Kiyohiro Adachi and David Pomaranski and Ryo Ito and Yuya Shimazaki and Daisuke Hashizume and Xiuzhen Yu and Guang-Yu Guo and Ryotaro Arita and Michihisa Yamamoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20510},
year = {2025}
}
备注
31pages, 4 figures, and 7 supporting figures