观测与拓扑绝缘体表面态相关的光学吸收
材料科学
2019-11-11 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们对 Bi2Se3 和 In 掺杂 Bi(1-x)In(x)2Se3 薄膜进行了宽带光学透射测量，其中后者可通过引入 In 调节自旋轨道耦合（SOC）强度。Drude 和带间跃迁表现出与 In 相关的变化，这与端基化合物从金属性（x=0）到绝缘性（x=1）的演化一致。最值得注意的是，Bi2Se3 中位于 hw=1eV 的光学吸收峰在 x=0.06 处完全淬灭，而该临界浓度正是从拓扑绝缘体（TI）到非 TI 相变发生的位置。对于此 x，表面态（SS）也从能带结构中消失。该 1eV 光学峰与 SS 在 x 依赖关系上的相关性表明，该峰与 SS 相关。我们进一步表明，当 Bi2Se3 被电栅极调控时，若电子从 SS 耗尽（或累积进入 SS），该 1eV 峰变强（或变弱）。这些观测共同表明，在 hw=1eV 光照下，电子从体带激发至 Bi2Se3 的拓扑表面带。表面带的光学布居不仅对基础研究，也对基于 TI 的光电器件应用具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1911.02968,
title = {Observation of optical absorption correlated with surface state of topological insulator},
author = {Jiwon Jeon and Kwangnam Yu and Jiho Kim and Jisoo Moon and Seongshik Oh and E. J. Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02968},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 5 figures