图案化石墨烯上生长的 Bi2Se3 薄膜界面处的持久拓扑表面态
材料科学
2014-09-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们利用石墨烯作为可图案化的模板，以保护拓扑绝缘体（TIs）薄膜的本征表面态免受环境影响。我们发现石墨烯提供了高质量的界面，使得在载流子密度高于 ~10^19 cm-3 的金属 Bi2Se3 薄膜界面处，可以观察到与拓扑表面态相关的 Shubnikov-de Haas (SdH) 振荡。我们的原位 X 射线衍射研究表明，Bi2Se3 薄膜以五重层逐层的方式从底层外延生长，没有因界面应变而产生任何结构畸变。包括源自多个导电通道的 SdH 振荡在内的磁输运测量表明，拓扑表面态保持完整，未受下方石墨烯的影响而发生退化，其迁移率高达 ~0.5 m^2/Vs。鉴于石墨烯可以预先图案化在任意绝缘衬底上，因此可以利用基于 TI 的微电子设计。我们的研究 thus 通过调节 TI 与石墨烯之间的界面使其产生可测量的电流以应用于器件，为在无退化情况下观察界面处的拓扑表面态迈出了一步。
引用
@article{arxiv.1409.1324,
title = {Persistent Topological Surface State at the Interface of Bi2Se3 Film Grown on Patterned Graphene},
author = {Namdong Kim and Paengro Lee and Youngwook Kim and Jun Sung Kim and Yongsam Kim and Do Young Noh and Seong Uk Yu and Jinwook Chung and Kwang S. Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.1324},
year = {2014}
}