无结构相变的三维二阶拓扑绝缘体候选材料 1T'-MoTe2 薄 flakes 中单斜晶体结构的持久性
材料科学
2023-08-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
具有单斜 1T' 晶体结构的范德华材料 MoTe2 是三维 (3D) 二阶拓扑绝缘体 (SOTI) 的候选材料，承载无隙棱态和绝缘表面态。然而，由于温度诱导的结构相变，MoTe2 的单斜 1T' 结构在温度降低时会转变为正交 Td 结构，这阻碍了在低温下对预测的 SOTI 态的实验验证和电子应用。在此，我们展示了对不同厚度、不同温度下剥离 MoTe2 薄 flakes 的系统性拉曼光谱研究。作为 MoTe2 正交 Td 结构的光谱特征，面外振动模式 D 在约 125 cm-1 处总是在厚于约 27.7 nm 的多层 flakes 中于某一温度以下可见，但在 80 K 至 320 K 温度范围内当 flake 厚度低于约 19.5 nm 时消失。此处拉曼光谱中面外振动模式 D 的缺失不仅证明了单斜到正交相变的消失，也证明了厚度低于约 19.5 nm 的 MoTe2 薄 flakes 在低温低至 80 K 时单斜 1T' 结构的持久性，这可能是由于金增强剥离过程及暴露于空气中引入了足够高的空穴密度所致。具有低温单斜 1T' 结构的 MoTe2 薄 flakes 为在范德华材料中实现低温 SOTI 态提供了材料平台，这为开发基于 SOTI 的新一代电子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2308.14125,
title = {Persistence of Monoclinic Crystal Structure in Three-Dimensional Second-Order Topological Insulator Candidate 1T'-MoTe2 Thin Flake without Structural Phase transition},
author = {Bo Su and Yuan Huang and Yan Hui Hou and Jiawei Li and Rong Yang and Yongchang Ma and Yang Yang and Guangyu Zhang and Xingjiang Zhou and Jianlin Luo and Zhi-Guo Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.14125},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 5 figures