异质外延拓扑晶体绝缘体薄膜中狄拉克表面态的应变工程
介观与纳米尺度物理
2015-11-20 v1 材料科学
摘要
在新近发现的拓扑晶体绝缘体（TCIs）中，表面态（SS）能带结构独特的晶体保护性引发了一系列关于应变产生现象的引人猜想，从赝磁场与螺旋平带的出现，到可用应变调控狄拉克表面态以构建“应变电子学（straintronic）”纳米开关。然而，通过应变工程实际实现这一奇异现象在实验上具挑战性，且尚待达成。本工作中，我们设计了一项实验，不仅能局域地产生并测量应变，还能直接测量其对狄拉克表面态的影响。我们原位生长 TCI SnTe 的异质外延薄膜，并利用高分辨率扫描隧道显微镜（STM）进行测量。通过分析大范围 STM 图像以确定原子位置的皮米级变化，从而揭示拉伸与压缩应变区域。随后利用同步傅里叶变换 STM 确定应变对狄拉克电子的影响。我们发现应变连续调控狄拉克点的动量空间位置，与理论预言一致。我们的工作展示了在基于应变的应用中使用 TCI 的基本机制，并确立这些体系作为高度可调的纳米器件平台。
引用
@article{arxiv.1501.01299,
title = {Strain engineering Dirac surface states in heteroepitaxial topological crystalline insulator thin films},
author = {Ilija Zeljkovic and Daniel Walkup and Badih Assaf and Kane L Scipioni and R. Sankar and Fangcheng Chou and Vidya Madhavan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.01299},
year = {2015}
}