一维自旋极化表面态——Bi(112) 与其他邻位铋表面的比较

铋的邻位表面是研究一维（1D）自旋极化表面态的独特试验台，这些表面态有朝一日可能用于自旋电子器件。本工作中，利用角分辨光电子能谱（ARPES）和自旋分辨 ARPES 测量，以及紧束缚（TB）模型和密度泛函理论（DFT）计算，在 (112) 表面观测到两种此类表面态。这些表面态表现为拉长的狄拉克锥，在 ${k}_{\text{y}}$ 方向为一维且几乎无色散，但在正交的 ${k}_{\text{x}}$ 方向随能量色散，形成以穿过 ${\Gamma}$ 的 ${k}_{\text{y}}$ 线为中心的两个“×”状特征。与许多考虑用于自旋电子应用的材料不同，其一维性质表明电导率和自旋输运性质高度依赖于方向。表面态的自旋极化主要位于面内且平行于该一维态，但其中一条显示出倾斜的面外自旋分量迹象。Bi(112) 表面态类似于在其他铋邻位表面发现的那些，强烈表明它们的存在和一般性质是铋邻位表面的稳健性质。此外，态的细节差异——尤其与其自旋极化相关——表明可仅通过晶体的精确切割和抛光来设计自旋输运性质。