Вышедшие номера
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.

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.