生长在二维衬底上的拓扑绝缘体内部隐藏的大尺度缺陷
材料科学
2020-01-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑绝缘体（TI）材料因其有望实现高效、低能耗的磁化翻转，而成为集成至下一代存储与逻辑器件的热门候选。具体而言，铋硫族化合物家族因其巨大的自旋轨道耦合与表面态的自旋-动量锁定而提供高效的自旋-电荷转换。然而，实现 TI 前景的一大障碍是薄膜材料质量，其落后于外延生长半导体。与后者体系不同，铋硫族化合物通过范德瓦耳斯外延形成，使其能在具有不同程度晶格失配的衬底上成功生长。这种灵活性使得 TI 能够集成至含新兴材料（包括二维材料）的异质结构中。然而，理解并控制 TI 薄膜内的局部特征与缺陷对实现突破性器件性能至关重要。在此，我们报道在六方 BN 上生长的 (Bi,Sb)Te 薄膜中大尺度结构缺陷的观测与建模，突出了薄膜内出乎意料的破对称转动以及晶界处第二相的共存。利用第一性原理计算，我们表明这些缺陷可能对依赖此类 TI 薄膜的器件产生重大影响，因而不可忽略。
引用
@article{arxiv.1808.03719,
title = {Large-scale defects hidden inside a topological insulator grown onto a 2D substrate},
author = {Danielle Reifsnyder Hickey and Ryan J. Wu and Joon Sue Lee and Javad G. Azadani and Roberto Grassi and Mahendra DC and Jian-Ping Wang and Tony Low and Nitin Samarth and K. Andre Mkhoyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.03719},
year = {2020}
}