Anti-site defect effect on the electronic structure of a Bi2Te3 topological insulator

Pei-Yu Chuang; Shu-Hsuan Su; Cheong-Wei Chong; Yi-Fan Chen; Yu-Heng Chou; Jung-Chun-Andrew Huang; Wei-Chuan Chen; Cheng-Maw Cheng; Ku-Ding Tsuei; Chia-Hsin Wang; Yaw-Wen Yang; Yen-Fa Liao; Shih-Chang Weng; Jyh-Fu Lee; Yi-Kang Lan; Shen-Lin Chang; Chi-Hsuan Lee; Chih-Kai Yang; Hai-Lin Su; Yu-Cheng Wu

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Anti-site defect effect on the electronic structure of a Bi₂Te₃ topological insulator

机译：反位缺陷对Bi _{2 Te _{3 拓扑绝缘体电子结构的影响}}

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Tuning the Fermi level (E_F) in Bi₂Te₃ topological-insulator (TI) films is demonstrated on controlling the temperature of growth with molecular-beam epitaxy (MBE). Angle-resolved photoemission spectra (ARPES) reveal that E_F of Bi₂Te₃ thin films shifts systematically with the growth temperature (T_g). The key role that a Bi-on-Te(1) (Bi_Te1) antisite defect plays in the electronic structure is identified through extended X-ray-absorption fine-structure (EXAFS) spectra at the Bi L₃-edge. Calculations of electronic structure support the results of fitting the EXAFS, indicating that the variation of E_F is due to the formation and suppression of Bi_Te1 that is tunable with the growth temperature. Our findings provide not only insight into the correlation between the defect structure and electronic properties but also a simple route to control the intrinsic topological surface states, which could be useful for applications in TI-based advanced electronic and spintronic devices.

机译：调整Bi _{2 Te 中的费米能级（ E _{F ） _{3 拓扑绝缘体（TI）膜通过分子束外延（MBE）控制生长温度而得到证明。角度分辨光发射光谱（ARPES）显示Bi _{2 的 E _{F Te _{3 薄膜随着生长温度（ T _{g ）的变化而系统地移动。通过扩展的X射线吸收精细结构确定了Bi-on-Te（1）（Bi _{Te1 ）反位缺陷在电子结构中的关键作用Bi L _{3 边缘的（EXAFS）光谱。电子结构的计算支持拟合EXAFS的结果，表明 E _{F 的变化是由于Bi _{Te1 ，可以根据生长温度进行调节。我们的发现不仅提供了对缺陷结构与电子特性之间关系的深入了解，而且还提供了一种控制固有拓扑表面状态的简单途径，这对于在基于TI的先进电子和自旋电子器件中的应用很有用。}}}}}}}}}}} 展开▼

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来源
《RSC Advances》 |2018年第1期|共6页

作者
Pei-Yu Chuang; Shu-Hsuan Su; Cheong-Wei Chong; Yi-Fan Chen; Yu-Heng Chou; Jung-Chun-Andrew Huang; Wei-Chuan Chen; Cheng-Maw Cheng; Ku-Ding Tsuei; Chia-Hsin Wang; Yaw-Wen Yang; Yen-Fa Liao; Shih-Chang Weng; Jyh-Fu Lee; Yi-Kang Lan; Shen-Lin Chang; Chi-Hsuan Lee; Chih-Kai Yang; Hai-Lin Su; Yu-Cheng Wu;
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