Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Centrum SOLARIS

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Lista publikacji naukowych

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Polaryzacja spinowa w warstwowych izolatorach trywialnych i topologicznych

Polaryzacja spinowa w warstwowych izolatorach trywialnych i topologicznych

Naukowcy z MagTop IF PAN we współpracy z naukowcami z linii PHELIX w Centrum SOLARIS, badali strukturę elektronową i spinową warstw krystalicznego izolatora topologicznego podczas przejścia izolator topologiczny - izolator trywialny, objawiającego się otwarciem przerwy energetycznej w strukturze pasmowej. Wykorzystując spinowo-rozdzielczą spektroskopię fotoelektronów, odkryli obecność spiralnej polaryzacji spinowej nie tylko w nietrywialnej fazie topologicznej, ale także w trywialnym stanie izolatora. To potencjalnie rozszerza zakres materiałów nadających się do zastosowań spintronicznych i dostarcza nowej wiedzy o strukturze spinowej i elektronowej materiałów topologicznych.

Topologiczne izolatory krystaliczne (TCI) należą do klasy materiałów, w których spiralne  stany powierzchniowe są  chronione przez symetrię kryształu. TCI są bardzo wrażliwe na zewnętrzne modyfikacje, stanowiąc tym samym uniwersalną platformę do badania przejść topologicznych. W tej pracy  wykonano badania warstw Pb1-xSnxSe o orientacji (111). Próbki otrzymano za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej (Molecular Beam Epitaxy, MBE) zaawansowanej techniki syntezy z precyzyjną kontrolą grubości rzędu monowarstwy. MBE służy do preparatyki układów, w których materiały o odmiennych właściwościach są łączone dzięki epitaksjalnemu dopasowaniu do struktury krystalicznej podłoża. Badając przejście TCI - izolator  w warstwach Pb1-xSnxSe o orientacji (111) odkryto, że spiralna struktura spinowa stanów powierzchniowych utrzymuje się nawet w stanie trywialnego izolatora . Ponadto wykazano, że przejście to może być indukowane nie tylko przez podniesienie temperatury lub zmniejszenie zawartości Sn, ale także przez osadzanie metali przejściowych na powierzchni TCI. Pokazano również, że w tym ostatnim przypadku obserwowane rozszczepienie stanów powierzchniowych jest spowodowane zmianą składu powierzchni, a nie magnetyzmem. Zdobyta wiedza jest istotna dla produkcji prawdziwych hybrydowych urządzeń spintronicznych typu metal przejściowy/TCI.

graphical abstract

 

Artykuł dostępny pod linkiem:

Turowski B, Kazakov A, Rudniewski R, et al. 

Spin-polarization of topological crystalline and normal insulator Pb1−xSnxSe (111) epilayers probed by photoelectron spectroscopy.

Appl Surf Sci. 2023;610:155434. doi:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155434

 

Autorzy: Valentine Volobuev, Magdalena Szczepanik, Tomasz Sobol

Polecamy również
Wysokotemperaturowa koelektroliza CO2/H2O i bezpośrednia metanizacja w impregnowanym kobaltem elektrolizerze tlenkowym. Bimetaliczna synergia pomiędzy Co i Ni.
Wysokotemperaturowa koelektroliza CO2/H2O i bezpośrednia metanizacja w impregnowanym kobaltem elektrolizerze tlenkowym. Bimetaliczna synergia pomiędzy Co i Ni.
Struktura białkowego kompleksu Elongator
Struktura białkowego kompleksu Elongator
Wyzwania i możliwości w projektowaniu akumulatorów Na-ion
Wyzwania i możliwości w projektowaniu akumulatorów Na-ion
Stan walencyjny wanadu - kluczowy czynnik elastyczności struktury wanadanów potasu jako materiałów katodowych w bateriach Li-ion
Stan walencyjny wanadu - kluczowy czynnik elastyczności struktury wanadanów potasu jako materiałów katodowych w bateriach Li-ion