拓扑绝缘体Bi₂Se₃表面态的内禀与外禀微扰
材料科学
2010-12-15 v1
摘要
利用基于密度泛函的电子结构方法，我们从内禀和外禀两种来源研究了微扰对强拓扑绝缘体Bi₂Se₃表面态狄拉克锥的影响。我们考虑原子弛豫和薄膜厚度作为内禀微扰，以及界面薄介电薄膜作为外禀微扰源。我们发现原子弛豫对狄拉克锥的简并性没有影响，而薄膜厚度对表面态有显著影响，会诱导出一个随薄膜厚度减小而单调增大的能隙。我们考虑了BN和石英两种绝缘衬底作为介电薄膜，并表明石英的表面终止（无论是否钝化）在保持狄拉克锥简并性方面起关键作用，而BN对拓扑绝缘体表面态更为惰性。利用一个简单算法，我们绘制了相对于体相的轨道贡献分布，并借此展示了自旋-轨道耦合开启时的体带反转。表面态的层投影电荷密度分布表明，这些态并非严格局限于表面。这些态的空间局域范围延伸至两到三个五原子层（一个五原子层由五个Bi和Se原子层组成）。
引用
@article{arxiv.1012.2927,
title = {Intrinsic and extrinsic perturbations on the topological insulator Bi2Se3 surface states},
author = {Jiwon Chang and Priyamvada Jadaun and Leonard F. Register and Sanjay K. Banerjee and Bhagawan Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.2927},
year = {2010}
}
备注
9 pages, 11 Figures, 1 table, Submitted