期刊-2024-09

二维拓扑绝缘体研究获进展

2024年09月25日

拓扑绝缘体在表面或边界处的电子态可以形成无能量耗散的导电通道,在低功耗电子器件领域具有潜在的应用价值。理论研究表明,具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台,也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构,如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低,石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙,从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下,碲元素因强自旋轨道耦合作用,可在狄拉克点打开足够大的能隙并产生边缘态,成为实现室温量子自旋霍尔效应的理想材料。然而,碲元素复杂的化合价态使得由碲元素构成的蜂窝状结构生长难度较大,而未被报道。

近期,中国科学院上海高等研究院、上海微系统与信息技术研究所及上海科技大学的科研人员,通过分子束外延法在1T-NiTe2薄膜上合成了高质量的蜂窝状碲烯,并通过扫描隧道显微镜和低能电子衍射揭示了其蜂窝状晶格结构。相关研究成果发表在《纳米快报》上。


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