保护和自旋极化的传输通道是拓扑绝缘体的标志，它本身还存在很强的自旋轨道耦合效应。这里，在外延生长的之字形石墨烯中，确定了相应的手性态纳米带（zz-GNRs），具有极弱的自旋轨道相互作用。虽然单层zz-GNR块体已完全悬在SiC刻面上，下边缘合并到SiC（0001）衬底，在费米能级处显示出表面态，它沿着边缘延伸并分裂成能量。利用紧束缚模型，结合霍尔丹与应变效应，精确描述了所有光谱细节。不施加外部磁场时，通过弹道运输同时伴随着时间逆转对称性的中断，显示出G = e2/h的传导量子。
 
  
Figure 1. 台面结构的SiC（0001）模板上大规模生长zz-GNR。（a）GNR生长后密集台面阵列的SEM图像。（b）放大的2D STM形貌。
 
 
Figure 2. SiC平面上的zz-GNR的原子细节。（a）STM图像的3D形式。（b）平面的扫描TEM图像。（c）zz-GNR中心部分的高分辨率STM图像。（d）各种zzGNR中心部分的STS光谱。（e）zz-GNR边缘处的高分辨率STM图像。（f）zzGNR边缘处的各种STS光谱。
 
 
Figure 3通过STM分析的拓扑表面状态。（a）沿zz方向，zz-GNR的下边缘处的STM拓扑形貌。（b）沿边缘记录的STS光谱。（c）垂直于边缘记录的STS光谱。（d）能量分裂（ΔEIS）与距各种zz-GNR边缘的距离的函数关系。
 
  Figure 4 zz-GNR能带结构的紧密结合计算。（a）K̅和K̅'点周围的纵向能带结构。（b）在STS中观察到的峰能量与横向距离的关系。
 
        该研究工作由德国开姆尼茨工业大学Christoph Tegenkamp课题组于2021年发表在Nano Lett.期刊上。原文：Topological Surface State in Epitaxial Zigzag Graphene Nanoribbons。

转自《石墨烯杂志》公众号