Bi(111) 表面修饰及其费米能级密度的提升

Kuanysh Zhussupbekov; Killian Walshe; Brian Walls; Andrei Ionov; Sergei I. Bozhko; Andrei Ksenz; Rais N. Mozhchil; Ainur Zhussupbekova; Karsten Fleischer; Samuel Berman; Ivan Zhilyaev; David D. O'Regan; Igor V. Shvets

doi:10.1021/acs.jpcc.0c07345

Bi(111) 表面修饰及其费米能级密度的提升

材料科学 2024-12-23 v1 介观与纳米尺度物理化学物理

作者: Kuanysh Zhussupbekov , Killian Walshe , Brian Walls , Andrei Ionov , Sergei I. Bozhko , Andrei Ksenz , Rais N. Mozhchil , Ainur Zhussupbekova , Karsten Fleischer , Samuel Berman , Ivan Zhilyaev , David D. O'Regan , Igor V. Shvets

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摘要

引入到 Bi(111) 表面的缺陷打破了平移对称性并在局部修改表面态。我们对 2D 表面缺陷及其诱导态进行了理论与实验相结合的研究。在 110 K 的超高真空 (UHV) 条件下 cleave 得到的 Bi 晶体及其离子刻蚀表面通过低能电子衍射 (LEED)、X射线光电子能谱、紫外光电子能谱 (UPS) 以及扫描隧道显微镜 (STM) 和显微镜谱 (STS) 等技术，结合密度泛函理论 (DFT) 计算进行表征。STS 测量显示，常见的双层台阶边缘相对于原子平整的台阶区域，在费米能级附近的态密度 (DOS) 较低。离子轰击后，Bi(111) 表面在 110 K 和 300 K 两个温度下均表现出异常行为：LEED 显示表面周期性，STM 显示双层台阶边缘数量显著增加且出现能势不利的单层台阶。我们推测，新暴露的单层台阶和类型 A 双层台阶边缘导致费米能级密度增加，UPS 测量及 Kohn-Sham DOS 证实了这一点。这些态在 UHV 条件下呈热力学稳定性。

关键词

表面缺陷 Bi(111) 费米能级密度低能电子衍射扫描隧道显微镜密度泛函理论台阶边缘

引用

@article{arxiv.2412.15313,
  title  = {Surface Modification and Subsequent Fermi Density Enhancement of Bi(111)},
  author = {Kuanysh Zhussupbekov and Killian Walshe and Brian Walls and Andrei Ionov and Sergei I. Bozhko and Andrei Ksenz and Rais N. Mozhchil and Ainur Zhussupbekova and Karsten Fleischer and Samuel Berman and Ivan Zhilyaev and David D. O'Regan and Igor V. Shvets},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.15313},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 7 figures. See publisher's website for Supporting Information

Bi(111) 表面修饰及其费米能级密度的提升

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