Publication
Elemental Topological Insulator with Tunable Fermi Level: Strained alpha-Sn on InSb(001)
Résumé
We report on the epitaxial fabrication and electronic properties of a topological phase in strained alpha-Sn on InSb. The topological surface state forms in the presence of an unusual band order not based on direct spin-orbit coupling, as shown in density functional and GW slab-layer calculations. Angle-resolved photoemission including spin detection probes experimentally how the topological spin-polarized state emerges from the second bulk valence band. Moreover, we demonstrate the precise control of the Fermi level by dopants.
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Concepts associés (32)
Isolant topologique
Un isolant topologique est un matériau ayant une structure de bande de type isolant mais qui possède des états de surface métalliques. Ces matériaux sont donc isolants "en volume" et conducteurs en surface. En 2007, cet état de matière a été réalisé pour la première fois en 2D dans un puits quantique de (Hg,Cd)Te . Le BiSb (antimoniure de bismuth) est le premier isolant topologique 3D à être réalisé. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle a été l'outil principal qui a servi à confirmer l'existence de l'état isolant topologique en 3D.
Niveau de Fermi
Le niveau de Fermi est une caractéristique propre à un système qui traduit la répartition des électrons dans ce système en fonction de la température. La notion de niveau de Fermi est utilisée en physique et en électronique, notamment dans le cadre du développement des composants semi-conducteurs. Concrètement, le niveau de Fermi est une fonction de la température mais il peut être considéré, en première approximation, comme une constante, laquelle équivaudrait alors au niveau de plus haute énergie occupé par les électrons du système à la température de .
Énergie de Fermi
L'énergie de Fermi, EF, en mécanique quantique, est l'énergie du plus haut état quantique occupé dans un système par des fermions à . Parfois, le terme est confondu avec le niveau de Fermi, qui décrit un sujet proche quoique différent, le niveau de Fermi représentant le potentiel chimique des fermions. Ces deux quantités sont les mêmes à , mais diffèrent pour toute autre température.
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