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近几年来，有理论预测只有几个原子层厚度的Bi(111)薄膜是一种二维拓扑绝缘体。而最近对生长在拓扑绝缘体Bi2Te3衬底上的双原子层Bi(111)的角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜研究证实了它的确具有拓扑特性。
双原子层Bi(111)膜与拓扑绝缘体界面的电子自旋结构研究
【摘 要】
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近几年来，有理论预测只有几个原子层厚度的Bi(111)薄膜是一种二维拓扑绝缘体。而最近对生长在拓扑绝缘体Bi2Te3衬底上的双原子层Bi(111)的角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜研究证实了它的确具有拓扑特性。
【机 构】
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上海交通大学物理与天文系,上海市东川路800号,200240 Department of Mate
【出 处】
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中国物理学会2013年秋季学术会议
【发表日期】
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2013年11期
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分子—固体界面研究在纳米电子学，清洁能源，分子传感器等诸多领域有举足轻重的地位.对这类体系的理论研究多采用第一性原理计算方法.虽然经过多年的发展，这套方法已经日趋完善，但是在计算界面原子结构和吸附能等基本物理性质方面，与实验结果尚有不小差异1-4.
过度金属氧化物由于其多样的特性如铁磁、巨磁阻、高温超导、多铁等一直被广泛的研究。近年来发现的金属氧化物界面电子气又开创了一个崭新的研究领域并展现了广阔的应用前景。
存在于表面或界面体系的Rashba自旋轨道耦合作用在全电学自旋调控方面有重要的研究与应用价值。半导体异质结和金属表面是研究Rashba自旋轨道耦合效应的两类重要体系。目前实验方面已经证实半导体异质结界面处Rashba自旋轨道耦合强度可通过栅极电压调控。
As an important two dimensional electron system,multilayer graphene has attracted much attention from both experimentalists and theorists.Its electronic band structure is crucially correlated with its
石墨烯的异质结具有广泛的应用前景，其电子性质会受到异质结的构筑材料及结构等因素的影响。而晶体中普遍存在的各向异性对石墨烯的电子性质的影响的研究目前仍然比较少。我们利用扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道谱(STS)的方法，研究了六方氮化硼(h-BN)单晶基底上的单层石墨烯在低温、强磁场下的电子特性。
高分辨电子能量损失谱仪(HREELS)是研究材料表面元激发，特别是表面声子和表面等离基元的重要实验手段之一。传统HREELS谱仪的测量方式往往局限于对能量的一维解析，通过旋转样品或分析器的角度而对动量逐点测量，使得测量效率偏低，而且不同角度测量得到的强度也通常无法进行互相比较。
石墨烯在2004年被发现之后，就以其特殊的狄拉克型电子结构及由此伴随而来的新奇电学特性，在低维物理学和量子材料学领域以及器件应用方面的引起了广泛关注。硅作为与碳同族的元素，有望形成与石墨烯的原子结构相似的硅烯，并具备与石墨烯类似甚至在某些方面更为优越的电子结构与电学特性。
磁化率随磁场变化出现振荡的现象最早在半金属Bi单晶材料中被观察到[1],人们也利用不同物理性质随磁场大小振荡的现象,测量了Bi单晶材料的电子结构[2-4]。与半金属性的单晶材料不同,Bi(111)薄膜表面因自旋-轨道耦合(SOC)作用而分裂的金属性的表面态[5]。
石墨烯是由单层碳原子按蜂窝状排列而成的一种理想的二维晶体,具有很多奇异的物理性质和巨大的应用前景。如何修饰石墨烯以改善其性质,一直是当今学术界关注的热点之一。基于密度泛函的理论研究预言了多种元素(如 N,B, Fe,Mn,Bi等)掺杂对石墨烯性质的影响。