Publication

Photoemission-induced gating of topological insulators

Helmuth Berger
2011
Journal Articles

Résumé

The recently discovered topological insulators exhibit topologically protected metallic surface states which are interesting from the fundamental point of view and could be useful for various applications if an appropriate electronic gating can be realized. Our photoemission study of Cu-intercalated Bi2Se3 shows that the surface-state occupancy in this material can be tuned by changing the photon energy and understood as a photoemission-induced gating effect. Our finding provides an effective tool to investigate the new physics coming from the topological surface states and suggests intercalation as a recipe for synthesis of a material suitable for electronic applications.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/1b017926-154a-4521-8e19-43e2e2e7e730

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Isolant topologique

Un isolant topologique est un matériau ayant une structure de bande de type isolant mais qui possède des états de surface métalliques. Ces matériaux sont donc isolants "en volume" et conducteurs en surface. En 2007, cet état de matière a été réalisé pour la première fois en 2D dans un puits quantique de (Hg,Cd)Te . Le BiSb (antimoniure de bismuth) est le premier isolant topologique 3D à être réalisé. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle a été l'outil principal qui a servi à confirmer l'existence de l'état isolant topologique en 3D.

Band bending

In solid-state physics, band bending refers to the process in which the electronic band structure in a material curves up or down near a junction or interface. It does not involve any physical (spatial) bending. When the electrochemical potential of the free charge carriers around an interface of a semiconductor is dissimilar, charge carriers are transferred between the two materials until an equilibrium state is reached whereby the potential difference vanishes.

Strongly correlated material

Strongly correlated materials are a wide class of compounds that include insulators and electronic materials, and show unusual (often technologically useful) electronic and magnetic properties, such as metal-insulator transitions, heavy fermion behavior, half-metallicity, and spin-charge separation. The essential feature that defines these materials is that the behavior of their electrons or spinons cannot be described effectively in terms of non-interacting entities.

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