Возникновение квазиодномерных спин-поляризованных состояний в ультратонких пленках Bi на InAs(111)A
Электронные свойства низкоразмерных материалов представляют особый интерес для наноэлектроники из-за ряда интересных эффектов, где значительную роль играет спин-орбитальное взаимодействие (СОВ). Среди тяжелых элементов висмут имеет наибольшую атомную величину СОВ, что делает его очень многообещающим материалом. Так сотовый монослой висмута представляет собой двумерный топологический изолятор, где на краях формируются одномерные геликоидальные спин-поляризованные состояния обеспечивающие квантовый-спиновый эффект Холла. Практически любой 2D-материал, кроме графена, требует соответствующей подложки, которая в свою очередь либо обеспечивает перенос заряда, приводящий к легированию адсорбционного слоя электронами или дырками в случае слабосвязанного интерфейса, либо модулирует структуру адслоя в случае сильно связанного интерфейса. В данной работе с помощью экспериментальных и теоретических методов было показано, что синтез ультратонких пленок Bi на поверхности InAs(111)A приводит к образованию квазиодномерных спин-поляризованных состояний, обеспечивая платформу для реализации уникального режима спинового транспорта.
Атомная структура фазы Bi/InAs(111)A-2√3×3, экспериментальный и теоретический электронный спектр в окрестности уровня Ферми, спиновая текстура квазиодномерного проводящего состояния и его пространственная локализация.
Работа частично выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема № FWRW-2022-0001.
Alexey N. Mihalyuk, Leonid V. Bondarenko, Alexandra Y. Tupchaya, Dimitry V. Gruznev, Nadezhda Yu. Solovova, Vladimir A. Golyashov, Oleg E. Tereshchenko, Taichi Okuda, Akio Kimura, Sergey V. Eremeev, Andrey V. Zotov, and Alexander A. Saranin "Emergence of quasi-1D spin-polarized states in ultrathin Bi films on InAs(111)A for spintronics applications", Nanoscale 2024,16, 1272-1281