中国科学出版社 PtTe2薄膜的厚度相关能带结构和块状PtTe2晶体的螺旋自旋结构 由第10族金属(例如
g
PtSe2，PtTe2)已经成为在块状单晶和原子级薄膜中发现的具有有趣性质的重要材料
而体PtSe2和PtTe2是第二类狄拉克半金属，单层PtSe2薄膜是由局部拉什巴效应诱导的具有螺旋自旋结构的半导体
然而，原子级薄膜的性质和薄膜厚度的演变仍未被探索
最近，清华大学周团队报道了用分子束外延(MBE)方法生长的厚度在2 ML到6 ML的高质量PtTe2薄膜的电子结构的系统研究
这项工作为二维金属(2ML薄膜，区别于半导体PtSe2薄膜)向三维狄拉克半金属过渡提供了直接的实验证据，PtTe2薄膜具有由局部拉什巴效应引起的自旋结构
在体PtTe2晶体中，发现无质量狄拉克费米子出现在电子和空穴的拓扑保护接触点
沿面外动量方向强烈倾斜的狄拉克锥打破了洛伦兹不变性，因此低能激发是在高能物理中没有对应物的迪尔交流费米子
他们之前的工作表明，同结构材料PtSe2也是一种ⅱ型狄拉克半金属，并且存在一个厚度减小的三维狄拉克半金属-半导体跃迁
此外，尽管单层膜本身是中心对称的，但是单层PtSe2显示出由局部拉什巴效应(R-2)引起的有趣的螺旋自旋结构
这种由局域拉什巴效应诱导的隐藏自旋结构有望为实现具有奇宇称的新型拓扑超导提供重要平台，如果能够诱导s波对超导的话
然而，考虑到单层PtSe2是具有1
2电子伏，很难在如此大的范围内调节费米能使其成为超导体
因此，找到一种类似的具有局部拉什巴效应但又具有金属性质的中心对称薄膜是至关重要的，它可以为实现拓扑超导提供更好的机会
在这项工作中，利用ARPES，周的小组直接检测不同厚度的PtTe2薄膜的电子结构，观察到PtTe2薄膜的金属带色散甚至低至2 ML
也揭示了从二维金属(2ML，区别于2 ML半导体PtSe2膜)到三维狄拉克半金属的交叉
电子色散表现出很强的厚度依赖性:随着薄膜厚度的增加，2 ML和3 ML薄膜中费米能级处的V形口袋在能量上向下移动，并最终在较高的结合能下接触到空穴状口袋，导致在4-6 ML薄膜中形成三维ⅱ型狄拉克费米子，其表现出与体晶体相似的色散，因此实际上是拓扑半金属
对PtTe2大块晶体的进一步自旋-ARPES测量揭示了由局部拉什巴效应引起的螺旋自旋结构
由于拉什巴效应是由晶体对称性决定的，体和薄膜PtTe2具有相同的对称性，所以在PtTe2薄膜中也可以预期由局部拉什巴效应产生的类似的自旋结构
这种对厚度可控的PtTe2薄膜的系统研究为研究具有局部拉什巴效应的金属薄膜提供了一个独特的平台，并为进一步研究其有趣的性质，例如
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掺杂诱导超导性或拓扑超导性
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