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Bi$_{\mathbf{2}}$Se$_{\mathbf{3}}$ 端面 (PbSe)$_{\mathbf 5}$(Bi$_{\mathbf 2}$Se$_{\mathbf 3}$)$_{\mathbf 6}$ 表面的准粒子干涉

介观与纳米尺度物理 2025-07-15 v2 强关联电子

摘要

在由 {\BiSe} 衍生的拓扑超导体家族中,Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6\mathrm{Cu}_x(\mathrm{PbSe})_{5}(\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{Se}_{3})_{6} 的独特之处在于其表面端面是普通绝缘体PbSe上的拓扑绝缘体(TI)\BiSe{} 单五重层(QL)。在此,我们报告了对母体化合物 (PbSe)5(Bi2Se3)6(\mathrm{PbSe})_{5}(\mathrm{Bi}_{2}\mathrm{Se}_{3})_{6}(PSBS)解理表面的扫描隧道显微镜(STM)和密度泛函理论(DFT)联合表征。有趣的是,由原生缺陷随机分布引起的势能无序仅为 Γ4 meV\Gamma \sim 4~\mathrm{meV},与TI中报道的最小值相当。通过在费米能级附近(EEF=1 eV to 0.6 eVE-E_\mathrm{F} = -1~\mathrm{eV}~\mathrm{to}~0.6~\mathrm{eV})进行高分辨率准粒子干涉成像(QPI),我们重构了主导光谱特征的色散关系,我们的从头算表明该表面特征源于由于强自旋轨道耦合和反转对称性破缺而具有类Rashba劈裂的两个能带。此外,在测量散射数据的全动量空间分布中,仅观察到计算费米面的小六角形畸变。然而,在较低能量下的散射图样转变为沿 ΓK\overline{\Gamma \mathrm{K}} 方向强度受抑的类花形状。我们表明,这种效应并非由于Bi2_2Se3_3中自旋动量锁定表面态的禁戒背散射,而是反映了散射势的三重对称性。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.02312,
  title  = {Quasiparticle interference on the surface of Bi$_{\mathbf{2}}$Se$_{\mathbf{3}}$ terminated (PbSe)$_{\mathbf 5}$(Bi$_{\mathbf 2}$Se$_{\mathbf 3}$)$_{\mathbf 6}$},
  author = {Mahasweta Bagchi and Philipp Rüßmann and Gustav Bihlmayer and Stefan Blügel and Yoichi Ando and Jens Brede},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02312},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages with 13 figures. Submitted to Physical Review B