题　目：Sb薄膜表面拓扑电子态的偶合与演变
报告人：王学森 教授（新加坡国立大学物理系）
时　间：11月20日（周三），上午11:00-12:00
地　点：南校区第一实验楼406会议室

报告摘要：

拓扑绝缘体内部为绝缘体但边缘有导电态。这些边缘电子态具有拓扑保护、自旋偏振等特性, 在自旋电子学、量子输运等领域有着诱人的应用前景。当前理论计算和实验证实的拓扑绝缘体基本上都为化合物(如Bi2Se3、Bi2Te3)或合金(如Bi1-xSbx)材料。实验表明这些材料内部的杂质和缺陷态往往在输运过程中占主导地位, 严重限制了拓扑电子态奇异性能的发挥。单元素拓扑绝缘体有可能弥补化合物/合金材料的这些不足。

借助量子受限效应, 我们在半金属元素锑(Sb)的纳米结构中探寻拓扑绝缘体。我们对Sb薄膜进行DFT计算分析,发现在厚度为5-17 BL(1 BL = 0.38 nm)时它是三维拓扑绝缘体。实验上我们制备出厚度为4-30 BL的Sb(111)样品, 并用FT-STS分析它们的电子态,证实其表面存在拓扑电子态, 因此厚度为~10 BL的Sb(111)薄膜具有拓扑绝缘体的一些特征。然而我们也发现Sb薄膜两个表面之间电子态有明显偶合,对实际应用会带来不利影响。由于不同的色散关系,Sb薄膜两个表面的电子态间的偶合与Bi2Se3薄膜里的偶合呈现不同的结果. 这些特征也反映出表面态, 表面共振态及体态对量子受限的不同响应特征。