类黑磷 Bi(110)中可调谐拓扑边态
材料科学
2024-10-28 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们利用低温扫描隧道显微镜和光谱,研究了生长于 s 型超导体基底上的超薄 Bi(110)薄膜的结构和电子性质。令人惊讶的是,我们的实验结果验证了理论预测,即通过调节 Bi(110)表面原子挠度可控制拓扑相变。值得注意的是,我们观察到 3 层 (BL) 和 4 层 BL Bi(110)薄膜边缘均存在稳健的未重构边缘态,其中 4 层 BL 薄膜显示出更强的边缘态强度和较小的原子挠度。第一性原理计算进一步支撑了这些发现,表明随薄膜厚度增加,挠度逐渐减小,两种 Bi 原子之间的平均高度差分别为约 0.19 埃、0.10 埃、0.05 埃和 0.00 埃。当 Bi 薄膜超过 2 层时,系统从平凡相变为非平凡相。该研究为通过超导 Proximity 效应实现受控的拓扑超导体 realization 提供了平台,为探讨 Majorana 零模和制造量子器件提供了重要平台。
引用
@article{arxiv.2410.19369,
title = {Tunable topological edge states in black phosphorus-like Bi(110)},
author = {Chen Liu and Shengdan Tao and Guanyong Wang and Hongyuan Chen and Bing Xia and Hao Yang and Xiaoxue Liu and Liang Liu and Yaoyi Li and Shiyong Wang and Hao Zheng and Canhua Liu and Dandan Guan and Yunhao Lu and Jin-feng Jia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.19369},
year = {2024}
}