Growth of Twin-Free and Low-Doped Topological Insulators on BaF2(111)
Bonell, Frédéric (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Cuxart, Marc G. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Song, Kenan (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Robles, Roberto (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ordejón Rontomé, Pablo (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Roche, Stephan (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Mugarza, Aitor (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Valenzuela, Sergio O. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Universitat Autònoma de Barcelona

Data:	2017
Resum:	We demonstrate the growth of twin-free BiTe and SbTe topological insulators by molecular beam epitaxy and a sizable reduction of the twin density in BiSe on lattice-matched BaF(111) substrates. Using X-ray diffraction, electron diffraction and atomic force microscopy, we systematically investigate the parameters influencing the formation of twin domains and the morphology of the films, and show that Se- and Te-based alloys differ by their growth mechanism. Optimum growth parameters are shown to result in intrinsically low-doped films, as probed by angle-resolved photoelectron spectroscopy. In contrast to previous approaches in which twin-free BiSe films are achieved by increasing the substrate roughness, the quality of our BiTe is superior on the flattest BaF substrates. This finding indicates that, during nucleation, the films not only interact with the topmost atomic substrate layer but also with buried layers that provide the necessary stacking information to promote a single twin, an observation that is supported by ab initio calculations.
Nota:	Número d'acord de subvenció EC/FP7/306652
Nota:	Número d'acord de subvenció EC/H2020/676598
Nota:	Número d'acord de subvenció EC/FP7/624893
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/RYC-2015-18523
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-56
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-58
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-301
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-715
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2013-46785-P
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2016-75952-R
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2013-46593-C6-5-P
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2016-78293-C6-2-R
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/FIS2015-64886-C5-3-P
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/FIS2015-67767-P
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/SEV-2013-0295
Drets:	Tots els drets reservats
Llengua:	Anglès.
Document:	article ; recerca ; acceptedVersion
Matèria:	Ab initio calculations ; Angle resolved photoelectron spectroscopy ; Growth mechanisms ; Growth parameters ; Lattice-matched ; Substrate layers ; Substrate roughness ; Topological insulators
Publicat a:	Crystal Growth and Design, Vol. 17, Núm. 9 (September 2017) , p. 4655-4660, ISSN 1528-7505

DOI: 10.1021/acs.cgd.7b00525

Post-print 26 p, 1.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats