超薄鈉鉍中的電場調諧拓撲相變

風裡雨里，我在這裡等你～

美國勞倫斯伯克利國家實驗室證明了單層或雙層拓撲狄拉克半金屬材料鈉鉍（Na3Bi）薄膜是二維拓撲絕緣體材料，其塊狀材料具有大於300meV的帶隙，可用於製造電子開關。

從掃描隧道顯微鏡中提取帶隙圖

拓撲狄拉克半金屬材料薄膜是可實現電場調諧拓撲相變的材料。塊狀拓撲狄拉克半金屬材料是零帶隙材料，在狄拉克點周圍具有三維方向的線性能帶色散。雖然有預測，薄層拓撲狄拉克半金屬材料是複雜絕緣體，但缺少相關實驗驗證。為此，研究人員在超高真空環境中利用分子束外延法生長了Na3Bi薄膜，然後利用角分辨光電子能譜直接測量電子能帶結構以及摻雜鉀後的能帶改變，然後使用掃描隧道顯微鏡，通過測量能量函數的局部態密度直接探測能隙，並改變尖端與樣品的間距，探測由尖端和樣品之間的差異引起的感應電場。實驗表明，Na3Bi薄膜具有300meV的體積能隙，電場可調諧該材料由拓撲絕緣體相轉變為普通絕緣體相。

這種材料即使在有結構缺陷並承受應力時也能夠保持穩定，是下一代晶體管以及其他微電子器件的候選材料。

（藍海星）

文章推薦

想了解更多國外國防戰略、軍事工業、裝備發展、前沿技術相關研究，請關注藍海星智庫微信公眾號：SICC_LHX

歡迎轉載，轉載請註明出處。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！