低维量子物理国家重点实验室在拓扑绝缘体表面狄拉克电子动力学研究方面取得进展

 

拓扑绝缘体表面无质量狄拉克电子动力学研究对理解拓扑绝缘体新奇特性以及发展未来基于拓扑绝缘体材料的应用器件具有重要的意义。

最近,物理系低维量子物理国家重点实验室宋灿立、马旭村和薛其坤等研究人员利用分子束外延技术生长了高质量厚度可控的拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜,并利用原位的低温扫描隧道显微镜/谱系统测量了薄膜台阶附近电子驻波。通过研究这些驻波的空间衰减,他们准确地获得了拓扑绝缘体Bi2Se3表面态电子相位相干长度或寿命τ随薄膜厚度和能量的演化关系。他们发现,Bi2Se3薄膜表面态带电子寿命τ随薄膜厚度增加而延长,并且与能量E显示了一个(E-EF)-2的依赖关系。该工作证明了表面态狄拉克带电子和体态电子之间存在着非常强的电子-电子散射效应。

 

上图为Bi2Se3薄膜表面态带电子寿命τ

 

随薄膜厚度和能量的演化该研究成果以“Probing Dirac fermion dynamics in topological insulator Bi2Se3 films with a scanning tunneling microscope”为题发表在2015年4月28日的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

     原文链接:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.176602