拓?fù)浣^緣體的表面態(tài)和邊緣態(tài)
拓?fù)浣^緣體作為一種全新的拓?fù)鋺B(tài)物質(zhì),其體態(tài)是具有帶隙的絕緣態(tài),而表面態(tài)(或邊緣態(tài))則是沒有帶隙的并且受拓?fù)浔Wo(hù)的金屬態(tài)。
Bi2Se3被提出是一類三維拓?fù)浣^緣體,并且在角分辨光電子能譜實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了Bi2Se3是具有Dirac 錐形表面電子結(jié)構(gòu)的三維拓?fù)浣^緣體。然而,這類材料的化學(xué)特性比較復(fù)雜,實(shí)際晶體中通常存在各種晶體缺陷,比如Se空位、Bi占據(jù)Se(或Te)形成反位(anti-site)缺陷等等,導(dǎo)致材料往往表現(xiàn)出金屬特性,嚴(yán)重阻礙了拓?fù)浣^緣體表面態(tài)的研究。因此,如何實(shí)現(xiàn)體態(tài)絕緣(bulk-insulating)特性和探測(cè)表面態(tài)電子成了拓?fù)浣^緣體的一個(gè)重要研究方面。研究表明通過元素替代可以很大程度地避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生,目前通過該方法獲得的體絕緣拓?fù)浣^緣體體系主要包括Bi2Te2Se、SnxBi1.1-xSb0.9Te2S、SnxBi1-xSbTeSe2和TlxBi2Te3+y。