拓扑绝缘体 Bi2Se3 的表面氧化
材料科学
2016-01-18 v1
摘要
对 Bi2Se3 的 (0001) 表面的老化和氧化的全面认识，对于理解其拓扑保护表面态变化的物理起源至关重要。我们发现，环境条件下的表面老化分两个主要步骤发生。在剥离后两小时内，原子力显微镜观察到一系列约 3.6 A 高的岛，覆盖约 10% 的表面。随后，斑块生长停止，氧化在两小时后开始并持续直至一个五重层被氧化。X射线光电子能谱显示，在暴露于空气中约 120 分钟前没有氧化迹象，而在环境暴露约 190 分钟后氧 1s 峰清晰出现。变角光谱椭偏仪也表明，完整五重层的氧化发生在数天的时间尺度上。这些结果与先前通过二次谐波生成在表面晶体结构中观察到的随时间变化非常一致。除了提供非破坏性测量 Bi2Se3 晶体表面氧化物能力外，椭偏仪还可用于识别 Bi2Se3 薄片的厚度。这些结果与包括旋转各向异性二次谐波生成在内的非线性光学方法一致，后者遵循顶部五重层变化的时效性。
引用
@article{arxiv.1601.04057,
title = {Surface Oxidation of the Topological Insulator Bi2Se3},
author = {Avery J. Green and Sonal Dey and Yong Q. An and Brendan O'Brien and Samuel J. O'Mullane and Bradley Thiel and Alain C. Diebold},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04057},
year = {2016}
}
备注
9 pages text, 1 table and 14 figures separate