Les dichalcogénures de métaux de transition (TMDC) formés par des métaux du groupe 10 (par exemple PtSe 2 , PtTe 2 ) sont apparus comme des matériaux importants avec des propriétés intrigantes découvertes à la fois dans des monocristaux en vrac et des films atomiquement minces. Alors que le PtSe en vrac 2 et PtTe 2 sont des semi-métaux de Dirac de type II, monocouche (ML) PtSe 2 Le film est un semi-conducteur avec une texture de spin hélicoïdal induite par un effet Rashba local. Cependant, les propriétés du PtTe atomiquement mince 2 films et l'évolution avec l'épaisseur du film restent inexplorées. Récemment, Le groupe de Shuyun Zhou de l'Université Tsinghua a rapporté une étude systématique sur la structure électronique du PtTe de haute qualité 2 films minces d'une épaisseur de 2 ML à 6 ML cultivés par épitaxie par jets moléculaires (MBE). Ce travail fournit des preuves expérimentales directes d'un croisement à partir de métal 2D (film 2ML, se distingue du PtSe semi-conducteur 2 film) au semi-métal Dirac 3-D en PtTe 2 films avec texture de spin induite par effet Rashba local.

En vrac PtTe 2 cristal, Des fermions de Dirac sans masse émergent aux points de contact topologiquement protégés des poches d'électrons et de trous. Le cône de Dirac fortement incliné le long de la direction de la quantité de mouvement hors du plan brise l'invariance de Lorentz et, par conséquent, les excitations de basse énergie sont des fermions de Dirac qui n'ont pas d'équivalent en physique des hautes énergies. Leurs travaux antérieurs montrent que le matériau isostructural PtSe 2 est également un semi-métal Dirac de type II, et il existe une transition 3-D Dirac semi-métal-semi-conducteur avec une épaisseur décroissante. En outre, PtSe monocouche 2 montre une texture de spin hélicoïdale intéressante induite par l'effet Rashba local (R-2) malgré le fait que le film monocouche lui-même est centrosymétrique. On s'attend à ce qu'une telle texture de spin cachée induite par l'effet Rashba local fournisse une plate-forme importante pour la réalisation d'une nouvelle supraconductivité topologique avec une parité impaire si la supraconductivité avec un appariement d'ondes s peut être induite. Cependant, considérant que la monocouche PtSe 2 est un semi-conducteur avec une grande taille de gap de 1,2 eV, il est difficile d'accorder l'énergie de Fermi dans une gamme aussi large pour en faire un supraconducteur. Il est donc essentiel de trouver un film centrosymétrique similaire avec un effet Rashba local mais avec une propriété métallique, ce qui peut fournir une meilleure opportunité pour réaliser la supraconductivité topologique.

Dans ce travail, en utilisant ARPES, Le groupe de Shuyun Zhou détecte directement la structure électronique du PtTe 2 films minces avec différentes épaisseurs, et observé la dispersion des bandes métalliques du PtTe 2 films minces jusqu'à 2 ML. Un crossover en métal 2-D (2ML, se distingue du PtSe semi-conducteur 2 ML 2 film) à 3-D Dirac semi-métal est également révélé. La dispersion électronique présente une forte dépendance à l'épaisseur :avec l'augmentation de l'épaisseur du film, les poches en V au niveau de Fermi dans les films 2 ML et 3 ML descendent en énergie et finissent par toucher la poche en forme de trou à une énergie de liaison plus élevée, conduisant à la formation d'un fermions de Dirac de type II tridimensionnel dans des films de 4-6 ML, qui présentent une dispersion similaire au cristal massif et sont donc effectivement un semi-métal topologique. Autres mesures de spin-ARPES sur PtTe 2 le cristal massif révèle une texture de spin hélicoïdal induite par l'effet Rashba local. Étant donné que l'effet Rashba est déterminé par la symétrie cristalline et le PtTe en vrac et en couche mince 2 partagent la même symétrie, une texture de spin similaire par effet Rashba local est également attendue dans le PtTe 2 Films minces.

Cette enquête systématique sur le PtTe 2 les couches minces à épaisseur contrôlée offrent une plateforme unique pour étudier les couches minces métalliques à effet Rashba local, et ouvre des opportunités pour approfondir les recherches sur les propriétés intrigantes, par exemple. la supraconductivité induite par dopage ou la supraconductivité topologique.