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Epitaxial Growth of Quasi-One-Dimensional Bismuth-Halide Chains with Atomically Sharp Topological Non-Trivial Edge States
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-08-16 , DOI: 10.1021/acsnano.1c04928 Jincheng Zhuang 1 , Jin Li 2 , Yundan Liu 2 , Dan Mu 2 , Ming Yang 1 , Yani Liu 1, 3 , Wei Zhou 4 , Weichang Hao 1 , Jianxin Zhong 2 , Yi Du 1, 3
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-08-16 , DOI: 10.1021/acsnano.1c04928 Jincheng Zhuang 1 , Jin Li 2 , Yundan Liu 2 , Dan Mu 2 , Ming Yang 1 , Yani Liu 1, 3 , Wei Zhou 4 , Weichang Hao 1 , Jianxin Zhong 2 , Yi Du 1, 3
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Quantum spin Hall insulators (QSHIs) have one-dimensional (1D) spin-momentum locked topological edge states (ES) inside the bulk band gap, which can serve as dissipationless channels for the practical applications in low consumption electronics and high performance spintronics. However, obtaining the clean and atomically sharp ES which serves as ideal 1D spin-polarized nondissipative conducting channels is demanding and still a challenge. Here, we report the formation of the quasi-1D Bi4I4 nanoribbons on the surface of Bi(111) with the support of the graphene-terminated 6H-SiC(0001) and the direct observation of the topological ES at the step edges by the scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopic-imaging results. The ES reside surround the edge of Bi4I4 nanoribbons and exhibits noteworthy robustness against nontime reversal symmetry (non-TRS) perturbations. The theoretical simulations verify the topological nontriviality of 1D ES, which is retained after considering the presence of the underlying Bi(111). Our study supports the existence of topological ES in Bi4I4 nanoribbons, benefiting to engineer the topological features by using the 1D nanoribbons as building blocks.
中文翻译：
具有原子尖锐拓扑非平凡边缘态的准一维卤化铋链的外延生长
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）在体带隙内具有一维（1D）自旋动量锁定拓扑边缘态（ES），可作为低功耗电子和高性能自旋电子实际应用的无耗散通道。然而，获得作为理想的一维自旋极化非耗散导电通道的清洁和原子锐利的 ES 是一项艰巨的任务，并且仍然是一个挑战。在这里，我们报告了在石墨烯封端的 6H-SiC(0001) 的支持下，在 Bi(111) 表面形成准 1D Bi 4 I 4纳米带，并在台阶边缘直接观察拓扑 ES通过扫描隧道显微镜 (STM) 和光谱成像结果。ES驻留在Bi 4的边缘I 4纳米带并表现出对非时间反转对称性（非 TRS）扰动的显着鲁棒性。理论模拟验证了 1D ES 的拓扑非平凡性，在考虑底层 Bi(111) 的存在后保留了这一点。我们的研究支持Bi 4 I 4纳米带中存在拓扑ES ，有利于通过使用一维纳米带作为构建块来设计拓扑特征。
更新日期：2021-09-28
中文翻译：
具有原子尖锐拓扑非平凡边缘态的准一维卤化铋链的外延生长
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）在体带隙内具有一维（1D）自旋动量锁定拓扑边缘态（ES），可作为低功耗电子和高性能自旋电子实际应用的无耗散通道。然而，获得作为理想的一维自旋极化非耗散导电通道的清洁和原子锐利的 ES 是一项艰巨的任务，并且仍然是一个挑战。在这里，我们报告了在石墨烯封端的 6H-SiC(0001) 的支持下，在 Bi(111) 表面形成准 1D Bi 4 I 4纳米带，并在台阶边缘直接观察拓扑 ES通过扫描隧道显微镜 (STM) 和光谱成像结果。ES驻留在Bi 4的边缘I 4纳米带并表现出对非时间反转对称性（非 TRS）扰动的显着鲁棒性。理论模拟验证了 1D ES 的拓扑非平凡性，在考虑底层 Bi(111) 的存在后保留了这一点。我们的研究支持Bi 4 I 4纳米带中存在拓扑ES ，有利于通过使用一维纳米带作为构建块来设计拓扑特征。
京公网安备 11010802027423号