Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 8 » Статья стр. 1318
<<<>>>
Исследование межслоевой поверхности пленок p-Bi2-xSbxTe3 топологических термоэлектриков методами сканирующей туннельной спектроскопии и микроскопии
Лукьянова Л.Н. 1, Макаренко И.В. 1, Усов О.А. 1, Данилов В.А. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lidia.lukyanova@mail.ioffe.ru, igor.makarenko@mail.ioffe.ru, oleg.usov@mail.ioffe.ru, v.danilov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 12 мая 2024 г.
Принята к печати: 17 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 5 августа 2024 г.
PDF версия
В слоистых пленках топологических изоляторов p-Bi0.5Sb1.5Te3 и p-Bi2Te3, осажденных дискретным испарением, исследована морфология межслоевой поверхности Ван-дер-Ваальса (0001) методом сканирующей туннельной микроскопии. Проведена систематизация примесных и собственных дефектов, возникающих в процессе формирования пленок. Установлено, что в пленке твердого раствора p-Bi0.5Sb1.5Te3 с низкой теплопроводностью возрастает плотность вакансий теллура VTe и искажений по высоте в распределении атомов Te(1) на поверхности (0001) по сравнению с p-Bi2Te3. Методом сканирующей туннельной спектроскопии определены локальные параметры поверхностных электронных состояний фермионов Дирака. Показано, что в пленке p-Bi0.5Sb1.5Te3 с высокой термоэлектрической эффективностью точка Дирака ED смещается к потолку валентной зоны. Несмотря на то, что в объеме исследованные пленки имеет проводимость p-типа, на поверхности пленок находятся электроны, поскольку уровень Ферми EF располагается выше точки Дирака ED. Флуктуации энергии точки Дирака Δ E_D/< E_D>, края валентной зоны Δ E_V/< E_V> и энергии уровней поверхностных дефектов Ep в пленках p-Bi0.5Sb1.5Te3 ниже, чем в p-Bi2Te3 вследствие изменения плотности состояний на поверхности (0001). Ширина запрещенной зоны Eg в исследованных пленках возрастает по сравнению с оптическими данными вследствие инверсии краев валентной зоны и зоны проводимости в топологических изоляторах. Ключевые слова: халькогениды висмута и сурьмы, слоистые пленки, поверхностные дефекты, поверхностная концентрация фермионов, топологический изолятор.
  1. Modules, Systems, and Applications in Thermoelectrics / Ed. D.M. Rowe. CRC Press, Boca Raton (2012)
  2. M.J. Gilbert. Commun. Phys. 4, 1, 70 (2021)
  3. J. Heremans, R. Cava, N. Samarth. Nature Rev. Mater. 2, 10, 17049 (2017)
  4. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys. 82, 4, 3045 (2010)
  5. Y.L. Chen, J.G. Analytis, J.H. Chu, Z.K. Liu, S.K. Mo, X.L. Qi, H.J. Zhang, H. Lu, X. Dai, Z. Fang, S.C. Zhang, I.R. Fisher, Z. Hussain, Z.X. Shen. Science. 325, 5937, 178 (2009)
  6. J. Zhang, C.-Z. Chang, Z. Zhang, J. Wen, X. Feng, K. Li, M. Liu, K. He, L. Wang, X. Chen, Q.-K. Xue, X. Ma, Y. Wang. Nature Commun. 2, 1, 574 (2011)
  7. T. Knispel, W. Jolie, N. Borgwardt, J. Lux, Z. Wang, Y. Ando, A. Rosch, T. Michely, M. Gruninger. Phys. Rev. B 96, 19, 195135 (2017)
  8. A.A. Taskin, Z. Ren, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. Lett. 107, 1, 016801 (2011)
  9. Y. Ando. J. Phys. Soc. Jpn. 82, 10, 102001 (2013)
  10. H. Nam, Y. Xu, I. Miotkowski, J. Tian, Y.P. Chen, C. Liu, C.K. Shih. J. Phys. Chem. Solids 128, 251 (2019)
  11. Z. Alpichshev, J.G. Analytis, J.-H. Chu, I.R. Fisher, Y.L. Chen, Z.X. Shen, A. Fang, A. Kapitulnik. Phys. Rev. Lett. 104, 1, 016401 (2010)
  12. X. He, H. Li, L. Chen, K. Wu. Sci. Rep. 5, 1, 8830 (2015)
  13. R. Rejali, L. Farinacci, S. Otte. Phys. Rev. B 107, 3, 035406 (2023)
  14. L.N. Lukyanova, Y.A. Boikov, O.A. Usov, V.A. Danilov, I.V. Makarenko, V.N. Petrov. Magnetochemistry 9, 6, 141 (2023)
  15. D.L. Medlin, Q.M. Ramasse, C.D. Spataru, N.Y.C. Yang. J. Appl. Phys. 2010, 108, 4, 043517
  16. H. Beidenkopf, P. Roushan, J. Seo, L. Gorman, I. Drozdov, Y.S. Hor, R.J. Cava, A. Yazdani. Nature Phys. 7, 12, 939 (2011)
  17. X. Chen, H.D. Zhou, A. Kiswandhi, I. Miotkowskii, Y.P. Chen, P.A. Sharma, A.L. Lima Sharma, M.A. Hekmaty, D. Smirnov, Z. Jiang. Appl. Phys. Let. 99, 26, 261912 (2011)
  18. P. Dutta, D. Bhoi, A. Midya, N. Khan, P. Mandal, S. Shanmukharao Samatham, V. Ganesan. Appl. Phys. Lett. 100, 25, 251912 (2012)
  19. W. Ko, I. Jeon, H.W. Kim, H. Kwon, S.-J. Kahng, J. Park, J.S. Kim, S.W. Hwang, H. Suh. Sci. Rep. 3, 1, 2656 (2013)
  20. S. Jia, H. Beidenkopf, I. Drozdov, M.K. Fuccillo, J. Seo, J. Xiong, N.P. Ong, A. Yazdani. Phys. Rev. B 86, 16, 165119 (2012)
  21. T. Zhu, L. Hu, X. Zhao, J. He. Adv. Sci. 3, 7, 1600004 (2016)
  22. J.C. Slater. J. Chem. Phys. 41, 10, 3199 (1964)
  23. D. Bessas, I. Sergueev, H.-C. Wille, J. Person, D. Ebling, R.P. Hermann. Phys. Rev. B 86, 22, 224301 (2012)
  24. L.N. Lukyanova, I.V. Makarenko, O.A. Usov, P.A. Dementev. Semicond. Sci. Technol., 33, 5, 055001 (2018)
  25. M. Chen, J. Peng, H. Zhang, L. Wang, K. He, X. Ma, Q. Xue. Appl. Phys. Lett. 101, 8, 081603 (2012)
  26. C. Wagner, R. Franke, T. Fritz. Phys. Rev. B 75, 23, 235432 (2007)
  27. J.G. Austin, A. Sheard. J. Electron. Control 3, 2, 236 (1957)
  28. S.Y. Matsushita, K. Ichimura, K.K. Huynh, K. Tanigaki. Phys. Rev. Mater. 5, 1, 014205 (2021)
  29. И.В. Коробейников, Н.В. Морозова, Л.Н. Лукьянова, О.А. Усов, С.В. Овсянников. ФТП 53, 6, 741 (2019). [I.V. Korobeinikov, N.V. Morozova, L.N. Lukyanova, O.A. Usov, S.V. Ovsyannikov. Semiconductors 53, 6, 732 (2019)]
  30. Y. Xu, I. Miotkowski, C. Liu, J. Tian, H. Nam, N. Alidoust, J. Hu, C.-K. Shih, M.Z. Hasan, Y.P. Chen. Nat. Phys. 10, 12, 956 (2014)

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme