通过光激发可逆调控拓扑绝缘体表面态电导
介观与纳米尺度物理
2022-12-14 v1
摘要
尽管具有宽带响应，特定波长下有限的光吸收阻碍了基于 Dirac 费米子的光电子学发展。为此已探索石墨烯与各种半导体的异质结构，但非理想界面常限制性能。拓扑绝缘体是一种天然混合系统，其表面态具有高空移率 Dirac 费米子，而小带隙半导体体态强烈吸光。本工作中，我们展示了基于本征拓扑绝缘体 Sn-Bi1.1Sb0.9Te2S 的场效应晶体管器件的巨大光电流响应。该光电流响应是非易失的，并敏感依赖于表面态初始 Fermi 能量，且可通过控制栅压擦除。我们的观察可用远程光掺杂机制解释：光激发体态中的缺陷并将局域载流子释放到表面态。此光掺杂在不损害迁移率的情况下调制表面态电导，并显著改变表面态的量子 Hall 效应。因此，我们的工作阐明了一条通过光激发可逆操控表面态的途径，为利用拓扑表面态实现量子光电子学提供了启示。
引用
@article{arxiv.2009.09630,
title = {Reversible Engineering of Topological Insulator Surface State Conductivity through Optical Excitation},
author = {Faji Xie and Zhen Lian and Shuai Zhang and Tianmeng Wang and Shengnan Miao and Zhiyong Song and Zhe Ying and Xing-Chen Pan and Mingsheng Long and Minhao Zhang and Fucong Fei and Weida Hu and Geliang Yu and Fengqi Song and Ting-Ting Kang and Su-Fei Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.09630},
year = {2022}
}