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中國科大在鉍超薄膜表面能谷和自旋電子態研究中取得進展

作者: 2016年03月15日 來源:互聯網 瀏覽量:
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近日,中國科學技術大學教授王兵研究組在鉍(Bi)超薄膜表面能谷和自旋電子態研究中取得新進展,研究成果于3月11日發表在NatureCommunications上,研究小組的博士生杜宏健和副教授孫霞為論文共同第一作者。   具有
中國科大在鉍超薄膜表面能谷和自旋電子態研究中取得進展

  近日,中國科學技術大學教授王兵研究組在鉍(Bi)超薄膜表面能谷和自旋電子態研究中取得新進展,研究成果于3月11日發表在Nature Communications上,研究小組的博士生杜宏健和副教授孫霞為論文共同第一作者。

  具有蜂巢狀六方晶格的二維材料,在動量空間中其導帶和價帶邊附近的能帶通常存在簡并的極值,即能谷態(valleys)。Bi(111)表面結構是類蜂巢狀六方晶格,因而其表面電子態具有渦旋狀自旋態的多能谷的能帶結構。該研究團隊利用低溫(4.2K)強磁場(11T)掃描隧道顯微鏡(STM),獲得不同磁場下Bi(111)超薄薄膜表面的朗道量子化微分電導譜,并利用類比于傳統磁振蕩實驗的分析方法,精確地測量了量子化朗道能級,辨析出源于表面電子型和空穴型能谷電子態。同時,還觀察到對應于能帶結構中一組具有很大g因子(~33)的范霍夫奇點表面態由于在強磁場中出現分裂,從而可以獲得自旋極化的能谷電子態。該項工作表明,Bi(111)超薄膜的這些性質使其有可能應用于構造自旋和能谷電子學器件。

  該研究工作得到了國家自然科學基金、中國科學院、科技部和教育部的資助。 

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