Interaction of phonons with Dirac-like electronic states sets the fundamental limit of electron transport in topological insulators (TIs). Polarization-resolved and resonant Raman scattering of bulk and surface electronic excitation and vibrational modes in Bi₂Te₃ and Bi_2−xSb_xTe_3−ySe_y (BSTS) thin films was investigated. At photon energies (E_p) of 1.57 and 2.54 eV, A¹_1g and A²_1g (LO) modes in Bi₂Te₃ and BSTS were resonantly excited owing to interband optical excitations of the surface Dirac state (DS) and bulk conduction band (CB), respectively. At room temperature, the resonance of the surface phonon of Raman and IR active modes E¹_u (LO) and A¹_1u (LO) was observed in Bi₂Te₃ because of interband excitation of bulk CB, and interband transition of DS resonantly excited the A²_1u (LO) surface phonon in BSTS. A Fano line-shape suggested interference in the presence of electron–phonon coupling of the surface states.

中文翻译：

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MBE 生长拓扑绝缘体薄膜中表面和体电子带和声子的极化分辨谐振拉曼激发


声子与类似 Dirac 的电子态的相互作用设定了拓扑绝缘体 （TI） 中电子传输的基本极限。研究了 Bi 2 Te₃ 和 Bi _2-xSb_xTe _3-ySe_y （BSTS） 薄膜中体和表面电子激发和振动模式的偏振分辨和谐振拉曼散射。在 1.57 和 2.54 eV 的光子能量 （E_p） 下，Bi₂Te₃ 和 BSTS 中的 A¹_1g 和 A²_1g （LO） 模式分别由于表面狄拉克态 （DS） 和体导带 （CB） 的带间光学激发而被共振激发。在室温下，由于体 CB 的带间激发，在 Bi₂Te₃ 中观察到拉曼表面声子和红外有源模式 E¹_u （LO） 和 A¹_1u （LO） 的共振，DS 的带间跃迁谐振激发了 A²_1u（LO） BSTS 中的表面声子。Fano 线形表明在表面态的电子-声子耦合存在下发生干涉。