二维拓扑晶体绝缘体中具有电可调隙的自旋滤波边缘态
介观与纳米尺度物理
2014-01-31 v2 材料科学
摘要
三维拓扑晶体绝缘体最近在 IV-VI 族半导体 SnTe 类材料中被预测并观测到，这类材料拥有受晶体对称性保护的金属表面态。在本工作中，我们研究了这些材料的薄膜并揭示了其在器件应用中的潜力。我们证明，沿 (001) 方向生长的 SnTe 和 Pb(1-x)Sn(x)Se(Te) 薄膜在广泛的膜厚范围内具有拓扑非平凡性，并承载受 (001) 镜面对称性通过拓扑不变量保护的导电自旋滤波边缘态。施加垂直于薄膜的电场将破坏镜面对称性并在这些边缘态中产生能隙。这一功能促使我们提出一种新型拓扑晶体管器件，其中电荷和自旋输运最大程度地纠缠在一起，并同时由电场控制。此类器件的高开/关操作速度以及自旋与电荷的耦合，可能为拓扑晶体绝缘体带来电子学和自旋电子学应用。
引用
@article{arxiv.1310.1044,
title = {Spin-filtered Edge States with an Electrically Tunable Gap in a Two-Dimensional Topological Crystalline Insulator},
author = {Junwei Liu and Timothy H. Hsieh and Peng Wei and Wenhui Duan and Jagadeesh Moodera and Liang Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.1044},
year = {2014}
}
备注
6 pages, 5 figures, minor changes made, accepted to Nature Materials