探测超薄拓扑绝缘体薄膜的边缘态电导
介观与纳米尺度物理
2022-12-01 v1
摘要
量子自旋霍尔（QSH）绝缘体具有独特的电子性质，包括其二维内部存在带隙以及电流以弹道方式传输的一维自旋极化边缘态。在扫描隧道显微镜（STM）中，边缘态表现为局域态密度。然而，在纳米尺度光谱学中观察到的边缘态与在边缘通道中探测弹道输运之间存在显著的研究空白，后者通常依赖于带有微尺度光刻触点的输运实验。在此，我们研究了三维拓扑绝缘体 (BiSbTe 的少层薄膜，该材料已被提出可发生向二维拓扑 QSH 绝缘体相的拓扑转变。确实，在带隙内观察到了局域态密度中的边缘态。然而，在使用四针尖 STM 的纳米尺度输运实验中，2 层和 3 个五重层薄膜在边缘通道中未表现出弹道电导。这表明，在光谱学中对边缘态的探测在识别 QSH 相时可能具有误导性。相比之下，纳米尺度多针尖输运实验是一种稳健的方法，可有效区分量子材料中的弹道边缘通道与平庸边缘态。
引用
@article{arxiv.2204.03753,
title = {Probing edge state conductance in ultra-thin topological insulator films},
author = {Arthur Leis and Michael Schleenvoigt and Kristof Moors and Helmut Soltner and Vasily Cherepanov and Peter Schüffelgen and Gregor Mussler and Detlev Grützmacher and Bert Voigtländer and Felix Lüpke and F. Stefan Tautz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.03753},
year = {2022}
}