拓扑狄拉克半金属 Cd$_{3}$As$_{2}$ 中由系统空位诱导的表面超结构观测

在 Cd$_{3}$As$_{2}$ 中发现的狄拉克半金属相由 $C_{4}$ 旋转对称性保护，该对称性源于其复杂晶体结构中系统 Cd 空位的螺旋排列。因此令人惊讶的是，迄今为止尚未有对这些系统空位的任何微观观察（直接或间接）的描述。为此，我们采用扫描隧道显微镜与第一性原理计算相结合的方法，重新研究了 Cd$_{3}$As$_{2}$ 的解理 (112) 表面。我们确定了 Cd$_{3}$As$_{2}$ 自然解理的 (112) 晶面的确切位置，并详细描述了在重构表面发现的一种结构周期性，其与预期由系统 Cd 空位产生的周期性一致。这将当前的微观表面观察与晶体学和理论模型的状态相协调，并证明这种对狄拉克半金属相保护至关重要的空位超结构在解理过程中存活下来，并在表面保持有序。