Optical band gap properties of high-quality few-layer topological insulator Bi2Se3 thin films grown with magnetron sputtering are investigated using broadband absorption spectroscopy. We provide direct optical evidence of a rigid blue-shift to up to 0.5 eV in the band gap of Bi2Se3 as it approaches the two-dimensional limit. The onset of this behavior is most significant below six quintuple layers. The blue shift is very robust and is observed in both protected (capped) and exposed (uncapped) thin films. Our results are consistent with observations that finite-size effects have profound impact on the electronic character of topological insulators, particularly when the top and bottom surface states are coupled. Our result provides new insights, and the need for deeper investigations, into the scaling behavior of topological materials before they can have significant impact on electronic applications.
Bulk transport properties of Bismuth selenide thin films approaching the two-dimensional limit
我们研究了拓扑绝缘体Bi 2 Se 3薄膜的输运性质，重点是了解作为厚度的函数的行为。我们表明，厚度有很强的影响，各方面的运输作为二维极限的接近。体电阻率和霍尔迁移率显示不成比例的大的变化低于6五重层，我们直接相关的几层Bi2Se3的体带隙的增加，这种效果是伴随着表面间隙开口。在超薄Bi2Se3中的温度依赖性电阻率测量中从金属到绝缘行为的交叉趋势也与体带隙的增加以及膜-衬底界面处的增强的无序一致。我们的工作突出了少层Bi2Se3的性质是可调的，这可能是有吸引力的各种器件应用领域，如光电子学，纳米电子学和自旋电子学。
Anharmonic phonon effects on linear thermal expansion of trigonal bismuth selenide and antimony telluride crystals
采用并扩展了一种有效的Grüneisen方法，研究了三方结构硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）和碲化锑（Sb $_2$ Te $_3$）的声子非谐性和线性热膨胀系数（TEC）.系统的非谐性进行了研究，通过广泛的计算Grüneisen参数，利用保序变形。与实验结果相一致，在$a$和$c$方向的TEC之间存在较大的各向异性。Sb $_2$ Te $_3$中固有的较大非谐性与Bi $_2$ Se $_3$相比被体积效应抵消，导致它们的线性TEC具有可比的温度依赖性。从我们的第一性原理数据推导出的德拜温度也非常符合现有的表中的值。这项工作中开发的高效方法首次应用于研究两个三角形热电系统的线性TEC，为解决其他热电和其他低对称性材料中的非谐效应提供了令人兴奋的机会。
Cumulative X-ray Damage in Bismuth Selenide Examined by Simultaneous TXM and XRD
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；PULSE Institute（脉冲研究所）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Pohang Accelerator Laboratory（浦项加速器实验室）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；European Radiation Synchrotron Facility（欧洲辐射同步辐射装置）；Nevada National Security Site（内华达国家安全区）；Sogang University（西江大学）
The role of surface chemical reactivity in the stability of electronic nanodevices based on two-dimensional materials "beyond graphene" and topological insulators
Chemical Migration and Dipole Formation at van der Waals Interfaces between Magnetic Transition Metal Chalcogenides and Topological Insulators
金属和磁性覆盖层通过邻近效应而且通过改变Bi $_2$ Se $_3$子表面的组成和化学结构来改变拓扑绝缘体（TI）硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）的表面。采用X射线光电子能谱学（XPS）研究了Bi $_2$ Se $_3$和Mn金属或硒化锰之间的界面，揭示了界面处的化学和电子变化。在没有外部Se源的情况下，在Bi $_2$ Se $_3$上沉积Mn金属显示出由于Mn-Se键合而在Mn层内的意外键合，因为Se从Bi $_2$ Se $_3$层扩散到生长的Mn膜中。Se向外扩散进一步通过Bi $_2$ Se $_3$层内Bi核心能级的变化来证明，这表明主要是Bi-Bi键合超过Bi-Se键合。当过量的Se与Mn一起供应时，没有发生Se的外扩散，这表明为沉积的金属提供足够的硫族元素原子的重要性。然而，Bi $_2$ Se $_3$核心水平光电子表现出刚性化学位移朝向更高的结合能后，沉积单层的MnSe $_{2-x}$，表明在覆盖层内的偶极子。化学计量计算表明，单层形成MnSe优先于过渡金属二硫属化物（TMD）相MnSe $_2$，提供了一致的图片的偶极子形成中，一个平面的Se阴离子位于Mn阳离子。这项研究表明，化学扩散和偶极子的形成是很重要的Mn-Bi $_2$ Se $_3$和MnSe $_{2-x}$ -Bi $_2$ Se $_3$和TMD/TI接口更普遍应仔细考虑。
Ultrafast carrier-lattice interactions and interlayer modulations of Bi2Se3 by X-ray free electron laser diffraction
硒化铋（Bi 2 Se 3）作为一种三维拓扑绝缘体，在电学和光学可控的磁性和光电子器件方面具有潜在的应用前景。载流子与晶格的相互作用对于理解晶格与拓扑相的耦合是很重要的。对于初始相互作用，必须使用小于皮秒的时间尺度进行测量。在这里，我们使用X射线自由电子激光进行时间分辨衍射研究超快载流子诱导的晶格收缩和层间调制的Bi 2 Se 3薄膜。晶格收缩取决于载流子浓度，随后是伴随着振荡的层间膨胀。利用密度泛函理论和Lifshitz模型，初始收缩可以解释为范德华力调制的限制自由载流子层。能带反转与拓扑相变有关，由层间距离的扩展调制。这些结果提供了洞察瞬时拓扑相位超快时标。
