Grant/Projek zakończony
Stany brzegowe w krystalicznych izolatorach topologicznych i ich heterostrukturach
Identyfikator grantu: PT00445
Kierownik projektu: Marta Anna Chabowska
Instytut Fizyki PAN w Warszawie
Warszawa
Data otwarcia: 2014-06-18
Data zakończenia: 2023-03-08
Streszczenie projektu
Celem projektu są badania dotyczące odkrytej niedawno klasy materiałów zwanych krystalicznymi izolatorami topologicznymi, które budzą ogromne zainteresowanie ze względu na pojawiające się w nich dwuwymiarowe stany powierzchniowe o bardzo interesujących własnościach. Są to topologicznie chronione niezdegenerowane stany o helikalnej strukturze spinowej, które prowadzą do spinowo spolaryzowanych i nieczułych na rozpraszanie kanałów przewodzenia. Jak pokazano ostatnio, stany takie istnieją w podstawieniowych roztworach stałych wąskoprzerwowych półprzewodników z grupy IV-VI tj. w PbTe-SnTe i PbSe-SnSe. W niniejszym projekcie, chcemy sprawdzić, czy jednowymiarowych topologicznych stanów brzegowych możemy się spodziewać także w heterostrukturach warstwowych na bazie tych kryształów mieszanych - w studniach kwantowych (np. heterostrukturach (Pb,Sn)Te/(Pb,Eu)Te) a także supersieciach - i jakie warunki będą musiały zostać spełnione, aby mogły się one pojawić. Planujemy zbadać wpływ orientacji krystalograficznej kryształu, materiału bariery, dwuosiowego naprężenia oraz geometrycznych wymiarów struktury (szerokość studni, periodyczność heterostruktury) na możliwość otrzymania takich stanów powierzchniowych i ich zachowanie. Dodatkowo, w niniejszym projekcie będziemy chcieli udowodnić hipotezę o możliwości otrzymania takich stanów także w krysztale GeTe domieszkowanym atomami Sb i opartej na nim heterostrukturze warstwowej. Chcemy także badać wpływ dalszego obniżenia wymiarowości układu na topologiczne własności struktury elektronowej.
Publikacje
- M. Galicka, K. Hummer, S. Safaei, P. Kacman, R. Buczko, Band Structures of IV-VI Materials From Advanced DFT Calculations, 43rd "Jaszowiec" International School and Conference on the Physics of Semiconductors -, (2014) -
- M. Galicka, K. Hummer, S. Safaei, P. Kacman, R. Buczko, Band Structures of IV-VI Materials From Advanced DFT Calculations, E-MRS Fall Meeting 2014 -, (2014) -
- S. Safaei, M. Galicka, P. Kacman and R. Buczko, Quantum spin Hall effect in IV-VI topological crystalline insulators, New Journal of Physics 17, (2015) 063041-
- S. Safaei, M. Galicka, P. Kacman and R. Buczko, Quantum Spin Hall Effect in IV-VI Topological Crystalline Insulators, 44th -, (2015) -
- M. Galicka, S. Safaei, P. Kacman, R. Buczko, Thin films of topological crystalline insulators, EMN 3CG Collaborative Conference on Crystal Growth -, (2015) -
- S. Safaei, M. Galicka, P. Kacman and R. Buczko, Quantum Spin Hall Effect in (111)-oriented thin films of SnSe and SnTe, XVII Annual Conference YUCOMAT 2015 -, (2015) -
- V. V. Volobuev, P. S. Mandal, M. Galicka, O. Caha, J. Sánchez-Barriga, D. Di Sante, A. Varykhalov, A. Khiar, S. Picozzi, G. Bauer, P. Kacman, R. Buczko, O. Rader, G. Springholz, Giant Rashba Splitting in Topological Crystalline Insulator Pb1-xSnxTe (111) Films Controlled by Bi-Doping in the Bulk, Advanced Materials 29, (2017) 1604185
- Rafał Rechciński, Marta Galicka, Mathias Simma, Valentine V. Volobuev, Ondřej Caha, Jaime Sánchez-Barriga, Partha S. Mandal, Evangelos Golias, Andrei Varykhalov, Oliver Rader, Günther Bauer, Perła Kacman, Ryszard Buczko, and Gunther Springholz, Structure Inversion Asymmetry and Rashba Effect in Quantum Confined Topological Crystalline Insulator Heterostructures, Advanced Functional Materials 31, (2021) 2008885
- Saeed Samadi, Rafał Rechciński i Ryszard Buczko, Topological electronic structure of twin boundaries and twinning superlattices in the SnTe material class, arXiv:2212.14640v1 -, (2022) -