BiSe 顶表面类狄拉克表面态能带的观测
材料科学
2023-10-31 v1
摘要
在 BiSe 晶体中，强拓扑绝缘体 Bi2Se3 的两个五重层由一层 Bi 双原子层耦合。我们利用角分辨光电子能谱研究其电子结构以探明其拓扑性质。在 BiSe 与掺 Sb 的 BiSe 的 001 表面均观测到类狄拉克线性色散的表面态能带，与 Bi2Se3 类似。此外，表面态能带的下半部分深埋于体态价带之中。在掺 Sb 体系中，表面态能带与体态价带的重叠区域较大，且在此区域内表面态能带偏离类狄拉克线性色散。这些结果凸显了 Bi 双原子层与 Bi2Se3 五重层之间层间耦合的作用。进而，我们观测到位于正、负平行波矢 方向的表面态能带存在显著的强度不对称性。该不对称模式随激发能由低 14eV 扫至高等 34eV 值而逐渐反转。然而，我们未观测到由表面态能带强度不对称性导致的、源于光激发过程中空穴产生的未补偿自旋积累的表面磁化信号。其主要原因可能是相邻 Bi2Se3 五重层间 Bi 双原子层的存在使光生空穴弛豫过程更快。所观测到的光子能量依赖的强度变化，可能是表面态能带自旋与轨道织构混合的表征。
引用
@article{arxiv.2310.19150,
title = {Observation of Dirac-like surface state bands on the top surface of BiSe},
author = {H. Lohani and K. Majhi and R. Ganesan and S. Gonzalez and G. Di Santo and L. Petaccia and P. S. Anil Kumar and B. R. Sekhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.19150},
year = {2023}
}