In this study, high-quality thin films of the topological semimetal phase NiTe$_2$ were prepared using molecular beam epitaxy (MBE) technique, confirmed through X-ray diffraction with pronounced Laue oscillations. Electrical transport experiments reveal that thick films have properties similar to bulk materials. By employing co-deposition, we introduced either magnetic or non-magnetic elements during the growth of thinner films, significantly altering their electrical properties. Notably, magnetic element Cr induces long-range ferromagnetic ordering, leading to the observation of significant anomalous Hall effect in NiTe2 thin films. The Hall conductivity remains nearly constant well below the Curie temperature, indicating the correlation with the intrinsic topological nature of the band structure. Theoretical first principles band calculations support the generation of the Weyl semimetal state in the material through magnetic doping. These findings pave the way for exploring more magnetic Weyl semimetal materials and related low-dimensional quantum devices based on topological semimetal materials.
Molecular Beam Epitaxy of a 2D material nearly lattice matched to a 3D substrate: $NiTe_{2}$ on $GaAs$
感兴趣的2D材料和通常可用的3D衬底之间的晶格失配是单片2D/3D异质结构的外延生长中的障碍之一，但是许多2D材料尚未被考虑用于外延。在这里，我们提出了第一个分子束外延生长的NiTe $_{2}$二维过渡金属二硫属化物。重要的是，生长是在几乎晶格匹配的GaAs（111）B衬底上实现的。通过电子衍射、X射线衍射和扫描隧道显微镜研究了生长层的结构特性。表面覆盖和原子尺度的顺序证明了原子力，扫描电子显微镜和透射电子显微镜获得的图像。测量基本的传输性质，证实NiTe $_{2}$层是金属的，霍尔浓度为$10^{20}$ cm $^{-3}$至$10^{23}$ cm $^{-3}$，取决于生长条件。
Basal-plane growth of cadmium arsenide by molecular beam epitaxy
三维狄拉克半金属砷化镉的（001）取向的薄膜可以实现量子自旋霍尔绝缘体和其他种类的拓扑物理，所有这些都在外延异质结构的柔性结构内。本文报道了一种用分子束外延生长（001）砷化镓薄膜的方法。通过X射线衍射和反射率、原子力显微镜和扫描透射电子显微镜测量，引入薄砷化铟润湿层改善了表面形态和结构特性。发现50 nm厚的膜的电子迁移率在2 K下为9300 cm 2/Vs，与传统（112）取向生长的最高质量的膜相当。这项工作展示了一个简单的实验框架，用于探索拓扑相，预测存在于三维狄拉克半金属相附近。
Molecular beam epitaxy of three-dimensionally thick Dirac semimetal Cd3As2 films
拓扑狄拉克半金属量子输运研究的快速进展，包括二维Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$样品中量子霍尔效应的观测，揭示了高质量三维样品中更有趣的量子输运性质.然而，很难获得具有低载流子密度和高电子迁移率的这种3D Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$膜。在这里，我们报告的三维厚的Cd $_{\mathrm{3}}$ As $_{\mathrm{2}}$薄膜的生长和表征采用分子束外延。在低载流子密度（$\textit{n} = 5$ $\times$ 10 $^{16}$ cm $^{-3}$）下实现了所报道的膜样品中的最高电子迁移率（$μ$ = 3 $\times$ 10 $^{4}$ cm $^{2}$ /Vs）。在磁输运测量中，尽管是3D厚膜（$\textit{t} = 120$ nm），但通常观察到霍尔平台状结构。另一方面，场角依赖性的高原状结构和相应的Shubunikov-de Haas振荡，而显示了3D功能，这表明非常规的磁轨道的外观，也不同于由半经典Weyl轨道方程所描述的。
Experimental Evidence of the Topological Surface States in Mg3Bi2 Films Grown by Molecular Beam Epitaxy
第二类节线半金属（NLS）是一种新的具有一维闭合环的量子态，该闭合环由两个带交叉而成，带的斜率沿环的径向方向相同。根据理论预测，Mg3 Bi 2是通过调节其自旋轨道耦合（SOC）来研究II型NLS的理想候选者。本文采用分子束外延（MBE）技术生长了高质量的Mg_3Bi_2薄膜。通过原位角分辨光电子能谱（ARPES），在γ点附近清晰地观察到一对表面共振带（SRB）。通过与第一性原理计算结果的比较，发现分子束外延生长的Mg3 Bi 2薄膜是Mg（1）封端的。在低磁场下，Mg3 Bi 2薄膜中出现了温度依赖的弱反局域化（WAL）效应，用Hikami-Larkin-Nagaoka（HLN）模型拟合得到了清晰的二维e-e散射特性。结合ARPES、磁输运测量和第一性原理计算，证明了Mg 3Bi 2是一种具有拓扑表面态TSS的半金属，为研究II型节线半金属的奇异特性和通过调控其SOC研究拓扑相变提供了一个理想的材料平台.
Enhancement of spin-orbit coupling in Dirac semimetal Cd$_{3}$As$_{2}$ films by Sb-doping
研究了分子束外延生长的拓扑狄拉克半金属Cd $_{3}$ As $_{2}$掺杂Sb薄膜的磁输运性质。在我们的弱反局域化分析中，我们发现自旋轨道散射率的显着增强，表明Sb掺杂导致原始带反转能量的强烈增加。我们讨论了这种大的增强可能的起源通过比较Sb掺杂的镉$_{3}$作为$_{2}$与其他化合物半导体。Sb掺杂的Cd $_{3}$ As $_{2}$将是一个合适的体系，为进一步研究和功能化的拓扑狄拉克半金属。
Strain Tunable Semimetal-Topological-Insulator Transition in Monolayer 1T'-WTe2
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）表现为其导电边缘通道，起源于绝缘体态的非平凡拓扑结构。单层1 T '-WTe 2在输运测量中表现出这种量化的边缘电导，但由于其半金属性质，相干长度被限制在100 nm左右。为了克服这种限制，我们提出了一种应变工程技术来调整电子结构，其中沿a轴的压缩应变或沿b轴的拉伸应变可以驱动1 T '-WTe 2进入全间隙绝缘相。分子束外延和原位扫描隧道显微镜/光谱的联合研究，然后证实了这样的相变。同时，拓扑边缘状态被发现是非常强大的应变的存在。
Quantum anomalous Hall multilayers grown by molecular beam epitaxy
量子反常霍尔效应（QAH）是一种不需要外加磁场就能产生的量子霍尔效应。由多个平行QAH层组成的系统是一种有效的高Chern数QAH绝缘体，是无耗散手征边缘沟道在低能耗电子学中应用的关键。这样的QAH多层膜也可以被设计成其他奇异的拓扑相，例如只有一对Weyl点的磁性Weyl半金属。本文报道了在由磁掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$拓扑绝缘体和CdSe普通绝缘体层组成的超晶格中首次实验实现了QAH多层膜。所获得的多层样品显示出量子化的霍尔电阻$h/Ne$ $^2$，其中$h$是普朗克常数，$e$是元电荷，$N$是磁性拓扑绝缘体层的数量，类似于高陈数QAH绝缘体。
Toward Tunable Magnetic Dirac Semimetals: Mn Doping of Cd$_3$As$_2$
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；King's College London（伦敦国王学院）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
Structural and transport properties of highly Ru-deficient SrRu0.7O3 thin films prepared by molecular beam epitaxy: comparison with stoichiometric SrRuO3
Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: from topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor
用分子束外延（MBE）方法成功地生长了（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te外延薄膜，其组成范围较宽（0 $\leq$ x $\leq$ 1，0 $\leq$ y $\leq$ 0.23）。我们通过电输运和光学二次谐波的测量研究了薄膜的电子相位。在该系统中，可以通过调节Pb/Sn比和In组分来控制带隙的反转、打破反转对称性的电极化的强度以及费米能级位置。大量的拓扑电子相有望出现，如拓扑晶体绝缘体，拓扑半金属和超导性。对于具有大Sn组分（x > 0.5）的样品，空穴密度随着In组分（y）的增加而增加，这导致超导电性的出现。另一方面，对于具有小Sn组分（x < 0.5）的那些，In组分的增加降低了空穴密度并且将载流子类型从p型改变为n型。在以（x，y）=（0.16，0.07）为中心的n型载流子被轻微掺杂的窄区域中，显示出具有超过5，000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率的电荷传输，代表可能的半金属状态。在这些样品中，光学二次谐波产生测量显示沿面外[111]方向的反转对称性破缺，这确保了极性半金属态的存在。具有多种电子态的（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te材料体系的薄膜将成为探索新量子现象的一个有前途的材料平台。
Giant spin torque efficiency in naturally oxidized polycrystalline TaAs thin films
我们报告的测量有效的电荷-自旋转换在室温下在Weyl半金属/铁磁体异质结构与氧化和原始界面。Weyl半金属TaAs的多晶薄膜是用分子束外延法在（001）GaAs上生长的，并与金属铁磁体（Ni $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$）相连接。自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR）测量样品中的氧化界面产生的自旋扭矩效率为$ξ_{\mathrm{FMR}}=0.45\pm 0.25$为8 nm的镍$_{0.8}$铁$_{0.2}$层厚度。通过研究这些样品中的ST-FMR与不同的Ni $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$层厚度，我们提取了一个阻尼一样高的扭矩效率为$ξ_{\mathrm{DL}}=1.36\pm 0.66$。在具有原始（未氧化）界面的样品中，自旋扭矩效率具有与在氧化样品中观察到的自旋扭矩效率相反的符号（对于5 nm Ni $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$层厚度为$ξ_{\mathrm{FMR}}=-0.27\pm 0.14$）。我们还发现了自旋霍尔电导率（$424 \pm 110 \frac{\hbar}{e}$ S/cm）的下限，这是令人惊讶的一致性与理论预测的单晶Weyl半金属态的TaAs。
Thickness-Dependent Spintronic Terahertz Emission in MBE-Grown PtTe$_2$: From Semiconductor to Type-II Dirac Semimetal
Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS, IRIG-SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、IRIG自旋技术中心）；Centre for Nanodiagnostics of Materials, Faculty of Materials Science and Technology, Slovak University of Technology（材料纳米诊断中心、材料与科技学院、斯洛伐克科技大学）
Na 3Bi作为三维拓扑狄拉克半金属的块状形式和作为宽带隙二维拓扑绝缘体的超薄形式引起了人们极大的兴趣。其极端的空气敏感性限制了通过分子束外延生长到超高真空环境的薄膜和超薄膜的实验努力。在这里，我们展示了空气稳定的Na3Bi薄膜钝化与氟化镁（MgF2）或硅（Si）覆盖层。电测量表明，MgF2或Si的沉积对Na3Bi的输运性质的影响最小，而在超高真空中。重要的是，MgF2钝化的Na3Bi膜是空气稳定的，并且在暴露于空气之后保持金属超过100小时，与当它们未钝化时的几乎瞬时降解相比。空气的稳定性，使转移膜到一个传统的高磁场低温恒温器，使量子输运测量验证的狄拉克半金属字符的Na 3 Bi膜在空气中暴露后保留。
Growth of Highly Conductive PtSe2 Films Controlled by Raman Metrics for High-Frequency Photodetectors and Optoelectronic Mixers at 1.55 μm
Thales Research & Technology（泰雷兹研究与技术）；Laboratoire de Physique de l'École Normale Supérieure（巴黎高等师范学校物理实验室）；CEA Grenoble（法国原子能和替代能源委员会格勒诺布尔中心）；Center for Nanoscience and Nanotechnology（纳米科学与技术中心）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）
Epitaxial van der Waals heterostructures of Cr2Te3 on 2D materials
实现具有高居里温度（TC）和垂直磁各向异性（PMA）的二维（2D）铁磁材料的大规模生长对于超紧凑磁传感器和磁存储器的发展是非常期望的。在这种情况下，范德瓦尔斯（vdW）Cr2 Te 3出现作为一个有前途的候选人。体相Cr2 Te 3具有较强的PMA和180 K的TC。此外，PMA和TC都可以通过工程成分、应变或施加电场来调节。在这项工作中，我们展示了分子束外延（MBE）生长的五个单层准独立的Cr2 Te 3的VDW异质结构的三个类的二维材料：石墨烯（半金属），WSe 2（半导体）和Bi 2 Te 3（拓扑绝缘体）。通过结合结构和化学分析到原子水平与从头计算，我们确认了单晶特性的Cr2 Te 3薄膜的二维材料与尖锐的vdW接口。它们的PMA和TC都接近180 K的Cr2 Te 3体相值。从头计算证实了这一点PMA，并显示其强度取决于应变。最后，霍尔测量揭示了强烈的反常霍尔效应，在给定的温度下改变符号。我们从理论上解释了这种效应的一个符号变化的Berry相接近费米能级。该转变温度取决于附近的2D材料，特别是电荷转移的结果。分子束外延生长的Cr_2Te_3/2D双层膜材料构成了结合PMA、大的自旋轨道耦合和尖锐的vdW界面的自旋电子器件的进一步发展的模型系统。
