Anomalies of a topologically ordered surface.
Anomalies of a topologically ordered surface.
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DOI：
10.1038/srep10260
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发表时间：
2015-06-04
影响因子：
4.6
通讯作者：
Maiti K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Biswas D;Thakur S;Ali K;Balakrishnan G;Maiti K
具有强自旋轨道耦合的大块绝缘体表现出具有受时间反转对称性保护的拓扑有序的金属表面态。然而，实验表明，拓扑态容易受到老化和杂质的影响。不同的研究显示了狄拉克状态的反常行为以及过多的反常，这已经成为材料科学中的一个突出问题。在这里，我们用高分辨率光电子能谱研究了Bi2Se_3的电子结构，发现了Dirac粒子的行为与表面终止的关系。Dirac锥顶在不同的结合能下出现，并在Bi端和Se端的表面上显示出不同的位移，复杂的时间依赖关系来自于微妙的氧-表面原子相互作用。这些结果揭示了真实系统的表面态行为，以及拓扑表面态和正常表面态的二分法，这对器件制造以及实现新的物理如Majorana费米子、磁单极子等具有重要意义。
Bulk insulators with strong spin orbit coupling exhibit metallic surface states possessing topological order protected by the time reversal symmetry. However, experiments show vulnerability of topological states to aging and impurities. Different studies show contrasting behavior of the Dirac states along with plethora of anomalies, which has become an outstanding problem in material science. Here, we probe the electronic structure of Bi2Se3 employing high resolution photoemission spectroscopy and discover the dependence of the behavior of Dirac particles on surface terminations. The Dirac cone apex appears at different binding energies and exhibits contrasting shift on Bi and Se terminated surfaces with complex time dependence emerging from subtle adsorbed oxygen-surface atom interactions. These results uncover the surface states behavior of real systems and the dichotomy of topological and normal surface states important for device fabrication as well as realization of novel physics such as Majorana Fermions, magnetic monopole, etc.
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作者：
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