Издателям
Вышедшие номера
Особенности электронной, спиновой и атомной структуры топологического изолятора Bi2Te2.4Se0.6
Филянина М.В.1, Климовских И.И.1, Еремеев С.В.1,2,3, Рыбкина А.А.1, Рыбкин А.Г.1,4, Жижин Е.В.1,4, Петухов А.Е.1,4, Русинов И.П.1,3, Kox K.A.1,3,5,6, Чулков Е.В.1,3,7, Терещенко О.Е.1,3,6,8, Шикин А.М.1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
3Томский государственный университет, Томск, Россия
4Ресурсный центр Санкт-Петербургского государственного университета "Физические методы исследования поверхности", Санкт-Петербург, Россия
5Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
6Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
7Departamento de Fi sica de Materiales UPV/EHU, Centro de Fi sica de Materiales CFM
8Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия
Email: rusinovamarie@mail.ru
Поступила в редакцию: 2 июля 2015 г.
Выставление онлайн: 21 марта 2016 г.

Исследованы особенности электронной и спиновой структуры тройного топологического изолятора Bi2Te2.4Se0.6, характеризующегося высокоэффективными термоэлектрическими свойствами, с использованием фотоэлектронной спектроскопии с угловым и спиновым разрешением, в сравнении с теоретическими расчетами, проведенными в рамках теории функционала плотности. Показано, что уровень Ферми для Bi2Te2.4Se0.6 располагается в энергетической запрещенной зоне и пересекает топологическое поверхностное состояние (конус Дирака). Теоретические расчеты электронной структуры поверхности демонстрируют, что характер распределения атомов Se на подрешетке Te-Se фактически не влияет на вид дисперсии поверхностного топологического электронного состояния. Спиновая структура этого состояния характеризуется геликоидальной спиновой поляризацией. Исследования поверхности Bi2Te2.4Se0.6 методом сканирующей туннельной микроскопии выявили атомарную гладкость поверхности образца, сколотого в условиях сверхвысокого вакуума, с величиной постоянной решетки ~4.23 Angstrem. Показана стабильность дираковского конуса соединения Bi2Te2.4Se0.6 к напылению монослоя Pt на поверхность. Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, грантов Санкт-Петербургского государственного университета для научных исследований (N 11.38.271.2014 и 15.61.202.2015) и грантов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ N 12-02-00226, 13-02-91327, 14-08-31110 и 13-02-12110). Исследования проводились в том числе в Ресурсном центре СПбГУ "Физические методы исследования поверхности". Авторы также выражают благодарность сотрудникам Гельмгольц-центра в Берлине за финансовую и техническую поддержку.
  • M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010)
  • C.L. Kane, J.E. Moore. Phys. World 24, 32 (2011)
  • P. Olbrich, L.E. Golub, T. Herrmann, S.N. Danilov, H. Plank, V.V. Bel'kov, G. Mussler, Ch. Weyrich, C.M. Schneider, J. Kampmeier, D. Grutzmacher, L. Plucinski, M. Eschbach, S.D. Ganichev. Phys. Rev. Lett. 113, 096 601 (2014)
  • Y. Xia, D. Qian, D. Hsieh, L. Wray, A. Pal, H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y.S. Hor, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Nat. Phys. 5, 398 (2009)
  • Y.L. Chen, J.G. Analytis, J.-H. Chu, Z.K. Liu, S.-K. Mo, X.L. Qi, H.J. Zhang, D.H. Lu, X. Dai, Z. Fang, S.C. Zhang, I.R. Fisher, Z. Hussain, Z.-X. Shen. Science 325, 178 (2009)
  • S.V. Eremeev, Yu.M. Koroteev, E.V. Chulkov. JETP Lett. 91, 387 (2010)
  • D. Hsieh, Y. Xia, D. Qian, L. Wray, J.H. Dil, F. Meier, J. Osterwalder, L. Patthey, J.G. Checkelsky, N.P. Ong, A.V. Fedorov, H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y.S. Hor, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Nature 460, 1101 (2009)
  • J. Henk, M. Flieger, I.V. Maznichenko, I. Mertig, A. Ernst, S.V. Eremeev, E.V. Chulkov. Phys. Rev. Lett. 109, 076 801 (2012)
  • S.V. Eremeev, G. Landolt, T.V. Menshchikova, B. Slomski, Y.M. Koroteev, Z.S. Aliev, M.B. Babanly, J. Henk, A. Ernst, L. Patthey, A. Eich, A.A. Khajetoorians, J. Hagemeister, O. Pietzsch, J. Wiebe, R. Wiesendanger, P.M. Echenique, S.S. Tsirkin, I.R. Amiraslanov, J.H. Dil, E.V. Chulkov. Nat. Commun. 3, 635 (2012).
  • I.V. Silkin, Yu.M. Koroteev, S.V. Eremeev, G. Bihlmayer, E.V. Chulkov. JETP Lett. 94, 217 (2011)
  • K. Miyamoto, A. Kimura, T. Okuda, H. Miyahara, K. Kuroda, H. Namatame, M. Taniguchi, S.V. Eremeev, T.V. Menshchikova, E.V. Chulkov, K.A. Kokh, O.E. Tereshchenko. Phys. Rev. Lett. 109, 166 802 (2012)
  • T. Okuda, T. Maegawa, M. Ye, K. Shirai, T. Warashina, K. Miyamoto, K. Kuroda, M. Arita, Z.S. Aliev, I.R. Amiraslanov, M.B. Babanly, E.V. Chulkov, S.V. Eremeev, A. Kimura, H. Namatame, M. Taniguchi. Phys. Rev. Lett. 111, 206 803 (2013)
  • Z. Ren, A.A. Taskin, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. B 82, 241 306 R (2010)
  • M. Neupane, S.-Y. Xu, L.A. Wray, A. Petersen, R. Shankar, N. Alidoust, C. Liu, A. Fedorov, H. Ji, J.M. Allred, Y.S. Hor, T.-R. Chang, H.-T. Jeng, H. Lin, A. Bansil, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Phys. Rev. B 85, 235 406 (2012)
  • H. Ji, J.M. Allred, M.K. Fuccillo, M.E. Charles, M. Neupane, L.A. Wray, M.Z. Hasan, R.J. Cava. Phys. Rev. B 85, 201 103 R (2012)
  • A.M. Shikin, I.I. Klimovskikh, S.V. Eremeev, A.A. Rybkina, M.V. Rusinova, A.G. Rybkin, E.V. Zhizhin, J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, I.P. Rusinov, E.V. Chulkov, K.A. Kokh, V.A. Golyashov, V. Kamyshlov, O.E. Tereshchenko. Phys. Rev. B 89, 125 416 (2014)
  • K.A. Kokh, B.G. Nenashev, A.E. Kokh, G.Yu. Shvedenkov. J.Cryst. Growth 275, 2129 (2005)
  • C. Hartwigsen, S. Goedecker, J. Hutter. Phys. Rev. B 58, 3641 (1998)
  • X. Gonze, B. Amadon, P.-M. Anglade, J.-M. Beuken, F. Bottin, P. Boulanger, F. Bruneval, D. Caliste, R. Caracas, M. Cote, T. Deutsch, L. Genovese, Ph. Ghosez, M. Giantomassi, S. Goedecker, D.R. Hamann, P. Hermet, F. Jollet, G. Jomard, S. Leroux, M. Mancini, S. Mazevet, M.J.T. Oliveira, G. Onida, Y. Pouillon, T. Rangel, G.-M. Rignanese, D. Sangalli, R. Shaltaf, M. Torrent, M.J. Verstraete, G. Zerah, J.W. Zwanziger. Comput. Phys. Commun. 180, 2582 (2009)
  • M.M. Otrokov, S.D. Borisova, V. Chis, M.G. Vergniory, S.V. Eremeev, V.M. Kuznetsov, E.V.Chulkov. JETP Lett. 96, 714 (2013)
  • V.A. Golyashov, K.A. Kokh, S.V. Makarenko, K.N. Romanyuk, I.P. Prosvirin, A.V. Kalinkin, O.E. Tereshchenko, A.S. Kozhukhov, D.V. Sheglov, S.V. Eremeev, S.D. Borisova, E.V. Chulkov. Appl. Phys. 112, 113 702 (2012)
  • C.H. Park, S.G. Louie. Phys. Rev. Lett. 109, 09 760 (2012)
  • C. Jozwiak, C.-H. Park, K. Gotlieb, C. Hwang, D.-H. Lee, S.G. Louie, J.D. Denlinger, C.R. Rotundu, R.J. Birgeneau, Z. Hussain, A. Lanzara. Nature Phys. 9, 293 (2013)
  • J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, J. Braun, S.-Y. Xu, N. Alidoust, O. Kornilov, J. Minar, K. Hummer, G. Springholz, G. Bauer, R. Schumann, L.V. Yashina, H. Ebert, M.Z. Hasan, O. Rader. Phys. Rev. X 4, 011 046 (2014)
  • Z.-H. Zhu, G. Levy, B. Ludbrook, C.N. Veenstra, J.A. Rosen, R. Comin, D. Wong, P. Dosanjh, A. Ubaldini, P. Syers, N.P. Butch, J. Paglione, I.S. Elfimov, A. Damascelli. Phys. Rev. Lett. 107, 186 405 (2011)
  • M.S. Bahramy, P.D.C King, A. de la Torre, J. Chang, M. Shi, L. Patthey, G. Balakrishnan, Ph. Hofmann, R. Arita, N. Nagaosa, F. Baumberger. Nature Commun. 3, 1159 (2012).
  • P.D.C. King, R.C. Hatch, M. Bianchi, R. Ovsyannikov, C. Lupulescu, G. Landolt, B. Slomski, J.H. Dil, D. Guan, J.L. Mi, E.D.L. Rienks, J. Fink, A. Lindblad, S. Svensson, S. Bao, G. Balakrishnan, B.B. Iversen, J. Osterwalder, W. Eberhardt, F. Baumberger, Ph. Hofmann. Phys. Rev. Lett. 107, 096 802 (2011)
  • S.V. Eremeev, M.G. Vergniory, T.V. Menshchikova, A.A. Shaposhnikov, E.V. Chulkov. New J. Phys. 14, 113 030 (2012)
  • M.G. Vergniory, T.V. Menshchikova, S.V. Eremeev, E.V. Chulkov. JETP Lett. 95, 213 (2012)
  • G. Zhang, H. Qin, J. Teng, J. Guo, Q. Guo, X. Dai, Z. Fang, K. Wua. Appl. Phys. Lett. 95, 053 114 (2009)
  • S. Nakajima. J. Phys. Chem. Solids 24, 479 (1963).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.