Eigenschaften des dualen topologischen Isolators Bi₁Te₁ nachgewiesen

Jülich, 29. Mai 2017

In Zusammenarbeit mit dem PGI-1, PGI-5 und dem PGI-6 hat das PGI-9 die dualen Eigenschaften von Bi1Te1 nachweisen können, wobei die Phasen des schwache topologischen Isolators und die des topologischen kristallinen Isolators simultan auftreten.

Die dünnen Bi1Te1-Schichten wurden mittels Molekularstrahl-Epitaxie gewachsen und die Eigenschaften des dualen topologischen Isolators mithilfe der spinaufgelösten Photoemission nachgewiesen. Dabei konnten wir die Eigenschaften des schwachen topologischen Isolators an der „dunklen“ (0001)-Oberfläche des Bi1Te1 durch das Fehlen der Spinpolarisation verifizieren. Die Eigenschaften des topologischen kristallinen Isolators wurden durch das spiegelsymmetrische Kreuzen der Bänder an Punkten des reziproken Raums, die keine Zeitinvarianz besitzen, charakterisiert. DFT-Rechnungen bestätigen die experimentellen Daten. Die duale Topologie eröffnet die Möglichkeit, diese unterschiedlich geschützten metallischen Zustände an den verschiedenen Oberflächen durch das Brechen der entsprechenden Symmetrie eine Bandlücke zu öffnen, zum Beispiel durch ein magnetisches Feld auf der einen Oberfläche und durch Verspannung an der anderen Oberfläche.

Topologische Zustände in Bi₁Te₁
Forschungszentrum Jülich

Originalpublikation

M. Eschbach at. al., Bi1Te1 is a dual topological insulator, Nature Communications 8, 14976 (2017), doi:10.1038/ncomms14976

Ansprechpartner:

Dr. Gregor Mussler
Peter Grünberg Institut, Halbleiter-Nanoelektronik (PGI-9)
Telefon: +49 2461 61-3580
E-Mail: g.mussler@fz-juelich.de

Letzte Änderung: 12.08.2022