Bi2Se3 中超快载流子-晶格相互作用及层间调制的 X 射线自由电子激光衍射研究
材料科学
2021-11-10 v1 应用物理
摘要
作为一种三维拓扑绝缘体，硒化铋（Bi2Se3）在电学与光学可控的磁性及光电子器件方面具有潜在应用。载流子如何与晶格相互作用，对于理解与其拓扑相的耦合十分重要。以小于皮秒的时间尺度测量初始相互作用是必要的。在此，我们利用 X 射线自由电子激光进行时间分辨衍射，研究 Bi2Se3 薄膜中超快载流子诱导的晶格收缩与层间调制。晶格收缩依赖于载流子浓度，其后伴随振荡出现层间膨胀。利用密度泛函理论（DFT）与 Lifshitz 模型，初始收缩可由受限自由载流子层的范德瓦耳斯力调制来解释。与拓扑相变相关的能带反转，受层间距离膨胀的调制。这些结果增进了对超快时间尺度上瞬时拓扑相的认识。
引用
@article{arxiv.2103.11601,
title = {Ultrafast carrier-lattice interactions and interlayer modulations of Bi2Se3 by X-ray free electron laser diffraction},
author = {Sungwon Kim and Youngsam Kim and Jaeseung Kim and Sungwook Choi and Kyuseok Yun and Dongjin Kim and Soo Yeon Lim and Sunam Kim and Sae Hwan Chun and Jaeku Park and Intae Eom and Kyung Sook Kim and Tae-Yeong Koo and Yunbo Ou and Ferhat Katmis and Haidan Wen and Anthony Dichiara and Donald Walko and Eric C. Landahl and Hyeonsik Cheong and Eunji Sim and Jagadeesh Moodera and Hyunjung Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.11601},
year = {2021}
}