波纹调制的三维拓扑绝缘体电子结构
介观与纳米尺度物理
2015-06-05 v2 材料科学
摘要
三维拓扑绝缘体与狄拉克材料石墨烯类似，拥有线性色散态，具有独特的性质和巨大的应用潜力。实现拓扑绝缘体中某些更奇异态的一个关键缺失要素是操纵局部电子性质的能力。与石墨烯的类比表明，通过形成超晶格结构（如莫尔条纹或波纹）的形貌途径可能是一条可行之路，这些结构可以诱导受控的电势变化。然而，虽然石墨烯中的电荷和晶格自由度紧密耦合，但物理屈曲或波纹如何影响拓扑绝缘体的电子结构尚不明确。在此，我们利用傅里叶变换扫描隧道谱确定了一维周期性屈曲对 Bi2Te3 电子性质的影响。通过追踪干涉图案散射矢量的空间变化以及与体态密度相关的特征，我们表明屈曲产生了周期性电势调制，进而调制了表面态和体态。形貌波纹与电子结构之间的强相关性表明，虽然仅靠掺杂不足以创建预定的电势景观，但制造波纹提供了一条在局部尺度上控制狄拉克电子所见电势的途径。此类波纹特征可通过薄膜中的应变进行工程化设计，并可能在拓扑绝缘体的未来应用中找到用途。
引用
@article{arxiv.1207.4468,
title = {Ripple modulated electronic structure of a 3D topological insulator},
author = {Yoshinori Okada and Wenwen Zhou and D. Walkup and Chetan Dhital and S. D. Wilson and V. Madhavan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.4468},
year = {2015}
}
备注
Nature Communications (accepted)