石墨烯与拓扑绝缘体 Bi2Se3 表面中的 pi 键
材料科学
2013-07-09 v1
摘要
本文基于价键理论和 VSEPR 规则，提出了拓扑绝缘体 (TI) Bi2Se3 的化学键分析方案，并将其与石墨烯进行对比。研究发现，表面 Se 层中存在的 pi 键三聚体是导致原型 Z2 拓扑绝缘体 Bi2Se3 中出现异常二维表面导电性的原因，该特性与具有狄拉克锥形色散表面能带的理想“仅表面”二维材料石墨烯表现出高度相似性。拓扑绝缘体表面的 pi 键三聚体形成了一个具有隐含手性的动态 pi 键共轭体系。我们提出，交叉桥模型中的局部 pi 键能量交换机制导致了拓扑绝缘体 Bi2Se3 独特的二维表面导电性，类似的低维导电机制也可在石墨烯和导电聚合物中识别。电子能量损失谱 (EELS) 在石墨和 Bi2Se3 中近 7 eV 处的光谱特征（通常归因于 pi 等离激元）为 pi 键的存在提供了初步支持证据。
引用
@article{arxiv.1307.2078,
title = {pi-bonds in graphene and surface of topological insulator Bi2Se3},
author = {G. J. Shu and S. C. Liou and F. C. Chou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.2078},
year = {2013}
}
备注
5 pages, 5 figures