ZrSiS 表面电子结构的对称性选择性准粒子散射与电场可调性
介观与纳米尺度物理
2024-02-22 v1 材料科学
摘要
具有方形网非简单对称性的三维狄拉克半金属，如三元 ZrXY（X=Si, Ge; Y=S, Se, Te）化合物，因其体相中存在拓扑节线、节环或节网络而备受关注。轨道对称性在此类材料中扮演着重要角色，因为节点色散的不同分支可通过其独特的轨道对称性本征值加以区分。不同本征值的存在意味着不同轨道对称性态之间的散射可能被强烈抑制。事实上，在 ZrSiS 中，此前尚未有明确实验证据报道在小波矢 下不同对称性本征值态之间存在准粒子散射。在此，我们利用准粒子干涉（QPI）技术，展示了 ZrSiS 表面的原子台阶边缘促进了不同对称性本征值态之间的准粒子散射。这种对称性本征值混合的准粒子散射是 ZrSiS 中的首次报道，并与无对称性本征值混合的准粒子散射形成对比，后者发生在保持晶格滑移镜面对称性的散射体（例如 ZrSiS 中的本征点缺陷）上。最后，我们展示了 ZrSiS 表面的电子结构，包括其独特的浮动带表面态（FBSS），可以通过扫描隧道显微镜（STM）针尖局域施加的垂直电场进行调控，从而能够将费米能级附近由自旋轨道耦合引起的免交叉移动多达 300%。
引用
@article{arxiv.2402.01177,
title = {Symmetry-selective quasiparticle scattering and electric field tunability of the ZrSiS surface electronic structure},
author = {Michael S. Lodge and Elizabeth Marcellina and Ziming Zhu and Xiao-Ping Li and Dariusz Kaczorowski and Michael S. Fuhrer and Shengyuan A. Yang and Bent Weber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.01177},
year = {2024}
}