利用谱学技术揭示块体拓扑绝缘体中电学不可探测的室温表面迁移率
介观与纳米尺度物理
2019-05-07 v1 材料科学
摘要
高表面迁移率归因于拓扑保护，是三维拓扑绝缘体（3DTIs）的标志。利用表面迁移率意味着拓扑性质在实际应用中的成功运用。然而，表面迁移率的探测一直受限于不可避免的体导电。即使在高质量晶体情况下，体态也构成电流的主导通道。因此，通过电输运测量，表面迁移率仅能在亚微米厚度晶体以下被分辨。在更高温度下声子可能起作用时，表面迁移率的评估更具挑战性。此处，利用谱学技术，我们成功评估了 Bi2Te3（BT）在室温（RT）下的表面迁移率。我们利用角分辨光电子能谱和太赫兹时域光谱获得了表面态与体态的有效质量和平均散射时间。我们揭示了 BT 的创纪录高表面迁移率，每表面片超过 33,000 cm^2/(Vs)，尽管存在共存体态及 RT 下声子的本征限制。我们的发现部分支持了拓扑保护持续至 RT 这一有趣结论。我们的方法可适用于费米能级附近具有多带结构的其他拓扑材料。
引用
@article{arxiv.1905.01429,
title = {Revealing electrically undetectable room temperature surface-mobility of bulky topological insulators by spectroscopic techniques},
author = {Bumjoo Lee and Jinsu Kim and Jonghyeon Kim and Na Hyun Jo and Yukiaki Ishida and So Yeun Kim and Min-Cheol Lee and Inho Kwak and Shik Shin and Kyungwan Kim and Jae Hoon Kim and Myung-Hwa Jung and Tae Won Noh and Byung Cheol Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01429},
year = {2019}
}