常压下稳定原子级薄量子自旋霍尔绝缘体：茚烯的石墨烯插层
材料科学
2024-02-20 v1
摘要
半导体表面上的原子单层代表了在终极二维极限下的一类新型功能量子材料，范围从超导体[1,2]到莫特绝缘体[3,4]，从铁电体[5]到量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）[6,7]。一个典型的例子是最近发现的 QSHI 茚烯[7,8]，这是一种在三角形晶格上外延生长于 SiC(0001) 上的铟单层，在技术上相关的 m 尺度上展现出约 120meV 的能隙以及与衬底匹配的单畴生长[9]。然而，其适用于室温自旋电子学的特点被原始茚烯在空气中的不稳定性所抵消，该不稳定性会破坏体系及其拓扑特性，使非原位加工和器件制造的希望破灭。本文展示了茚烯插层到外延石墨烯中如何提供针对氧化环境的有效保护，同时使其拓扑特性完全保持完好。这开辟了一个前所未有的非原位实验机会领域，使该单层 QSHI 在实际器件制造和边缘通道输运方面触手可及。
引用
@article{arxiv.2305.07807,
title = {Stabilizing an atomically thin quantum spin Hall insulator at ambient conditions: Graphene-intercalation of indenene},
author = {Cedric Schmitt and Jonas Erhardt and Philipp Eck and Matthias Schmitt and Kyungchan Lee and Tim Wagner and Philipp Keßler and Martin Kamp and Timur Kim and Cephise Cacho and Tien-Lin Lee and Giorgio Sangiovanni and Simon Moser and Ralph Claessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.07807},
year = {2024}
}