超薄拓扑绝缘体薄膜中自旋-动量锁定的解除
介观与纳米尺度物理
2024-01-30 v1
摘要
三维(3D)拓扑绝缘体(TIs)已知承载二维类狄拉克拓扑表面态,其中自旋-动量锁定禁止背散射。当厚度减至几纳米时,顶、底表面拓扑表面态之间的杂化导致拓扑量子相变,可引发量子自旋霍尔相的出现。本文以(BiSb)Te薄膜为例,利用四探针扫描隧道显微镜研究跨越量子相变的厚度依赖输运性质。我们的发现揭示了在临界厚度以下电导率的指数下降。该下降的陡峭程度表明顶、底表面态之间存在自旋守恒的背散射,有效地解除了自旋-动量锁定并导致狄拉克点处能隙的打开。我们的实验为在输运测量中探测量子自旋霍尔态提供了关键步骤。
引用
@article{arxiv.2106.06217,
title = {Lifting the spin-momentum locking in ultra-thin topological insulator films},
author = {Arthur Leis and Michael Schleenvoigt and Vasily Cherepanov and Felix Lüpke and Peter Schüffelgen and Gregor Mussler and Detlev Grützmacher and Bert Voigtländer and F. Stefan Tautz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06217},
year = {2024}
}