三角硅晶格上空穴掺杂 Mott 绝缘体的实现
介观与纳米尺度物理
2018-01-03 v1 材料科学
摘要
掺杂 Mott 绝缘体的物理是材料研究中最奇异物理现象的核心，包括绝缘体 - 金属转变、巨磁阻以及层状钙钛矿化合物中的高温超导性。该领域的进展将极大地受益于具有类似丰富物理现象但相比氧化物具有更少化学和结构复杂性的新材料系统的可用性。利用扫描隧道显微镜和谱学，我们展示了这样的系统可以在硅平台上实现。在 Si(111) 表面吸附三分之一单层的 Sn 原子会产生一个具有半填充悬挂键轨道的三角表面晶格。对这些悬挂键进行调制空穴掺杂揭示了 Mott 物理的清晰标志，如谱权重转移、费米能级处准粒子态的形成、定义明确的费米轮廓段以及态密度中的尖锐奇点。这些观测结果与在复杂氧化物材料（包括高温超导体）中做出的结果惊人地相似，但在传统 sp 键合半导体材料领域却极为非凡。这表明奇异的量子物态可以在基于硅的材料平台上实现和工程化。
引用
@article{arxiv.1710.08065,
title = {Realization of a hole-doped Mott insulator on a triangular silicon lattice},
author = {Fangfei Ming and Steve Johnston and Daniel Mulugeta and Tyler S. Smith and Paolo Vilmercati and Geunseop Lee and Thomas A. Maier and Paul C. Snijders and Hanno H. Weitering},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.08065},
year = {2018}
}