单层 TaIrTe$_4$ 可调电子结构的可视化
强关联电子
2026-01-19 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
单层 TaIrTe 已成为研究拓扑与强电子关联相关迷人现象的极具吸引力的材料平台。最近的研究表明，强相互作用能够在单层 TaIrTe 的基态中诱导出由应变与介电屏蔽调控的拓扑相，如量子自旋霍尔绝缘体 (QSHI)、平庸绝缘体、高阶拓扑绝缘体以及金属相。此外，研究还表明电荷掺杂可将 QSHI 转化为双重 QSHI 态。尽管单层 TaIrTe 的能带结构对于解释其在输运实验中的拓扑相至关重要，但迄今为止，对其本征电子结构的直接实验探测仍然难以实现。我们利用具有微米级空间分辨率的微角分辨光电子能谱 (microARPES) 对单层 TaIrTe 的能带结构进行了直接测量。观测到的色散与采用 Heyd-Scuseria-Ernzerhof 杂化泛函的密度泛函理论计算定量吻合，确立了绝缘基态，且未发现强电子关联的证据。我们进一步揭示了掺杂响应中显著的电子-空穴不对称性。空穴掺杂可通过静电门控轻易诱导，而尝试通过门控或碱金属沉积引入电子并未产生费米能级的刚性上移。分数电荷计算表明，注入的电子反而驱动了能带重整化并使带隙缩小。总而言之，我们的实验与理论结果揭示了诱导电荷重塑单层 TaIrTe 能带拓扑的微观机制，表明掺杂能够从根本上改变电子结构，而不仅限于通常假设的刚性能带行为。
引用
@article{arxiv.2601.11504,
title = {Visualization of Tunable Electronic Structure of Monolayer TaIrTe$_4$},
author = {Sandy Adhitia Ekahana and Aalok Tiwari and Souvik Sasmal and Zefeng Cai and Ravi Kumar Bandapelli and I-Hsuan Kao and Jian Tang and Chenbo Min and Tiema Qian and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ni Ni and Qiong Ma and Chris Jozwiak and Eli Rotenberg and Aaron Bostwick and Simranjeet Singh and Noa Marom and Jyoti Katoch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11504},
year = {2026}
}