准一维高阶拓扑绝缘体 Bi4Br4 的拓扑电子结构与自旋纹理
材料科学
2024-10-21 v1
摘要
拓扑绝缘体（TIs）以绝缘体态与导电拓扑表面态为特征，其概念可扩展至高阶拓扑绝缘体（HOTIs），后者具有局域于比绝缘体态低两个或更多维度的边界上的无隙模式1-5。本工作中，通过具有亚微米空间与自旋分辨率的高分辨角分辨光电子能谱（ARPES）测量，我们系统研究了准一维（1D）HOTI 候选材料 Bi4Br4 的电子结构与自旋纹理。与（001）面上以体态为主的光谱相反，我们在（100）面上观察到有隙表面态，其色散与自旋极化与我们的第一性原理计算吻合良好。此外，我们揭示了连接表面价带与导带的带隙内态，这是（100）面带隙内存在铰链态的明确特征。我们的发现为 Bi4Br4 的 HOTI 相提供了有力证据。高阶拓扑相的识别将为基于 1D 自旋-动量锁定电流的电子与自旋电子器件应用奠定广阔前景。
引用
@article{arxiv.2311.02893,
title = {Topological electronic structure and spin texture of quasi-one-dimensional higher-order topological insulator Bi4Br4},
author = {W. X. Zhao and M. Yang and R. Z. Xu and X. Du and Y. D. Li and K. Y. Zhai and C. Peng and D. Pei and H. Gao and Y. W. Li and L. X. Xu and J. F. Han and Y. Huang and Z. K. Liu and Y. G. Yao and J. C. Zhuang and Y. Du and J. J. Zhou and Y. L. Chen and L. X. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02893},
year = {2024}
}