表面态库仑排斥加速拓扑半金属纳米薄膜中的金属-绝缘体转变
材料科学
2020-01-31 v3
摘要
纳米尺度上量子化现象的出现，即量子尺寸效应（QSE），使得对物质的灵活调控成为可能，并是先进功能的丰富来源。半个世纪前，人们预测铋的半金属纳米薄膜中会出现由 QSE 诱导的绝缘相转变，并且由于其表面态展现非平凡电子拓扑性而重新引起关注。在此，我们通过高分辨率角分辨光电子能谱结合理论计算揭示了该转变的一种意外机制。量子化能级的异常演化和简并表明，随厚度减小，来自表面态的增强库仑排斥使量子限域势发生形变。该势形变剧烈调制量子化波函数的空间分布，导致转变加速甚至超出原始 QSE 图像。这一发现建立了铋中长久讨论问题的完整图像，并凸显了在具有金属表面态的系统中主导纳米尺度输运的新型尺寸效应类别。
引用
@article{arxiv.1903.07018,
title = {Surface-state Coulomb repulsion accelerates a metal-insulator transition in topological semimetal nanofilms},
author = {S. Ito and M. Arita and J. Haruyama and B. Feng and W. -C. Chen and H. Namatame and M. Taniguchi and C. -M. Cheng and G. Bian and S. -J. Tang and T. -C. Chiang and O. Sugino and F. Komori and I. Matsuda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07018},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 10 figures (Supplementary Information included), accepted for publication in Science Advances