近日，Nano Letters發(fā)表了文章“Experimental Realization of Two-Dimensional Buckled Lieb lattice”，文中介紹了北京航空航天大學(xué)杜軼團(tuán)隊(duì)與中科院高能所王嘉鷗團(tuán)隊(duì)、大連理工大學(xué)趙紀(jì)軍團(tuán)隊(duì)及物理所陳嵐團(tuán)隊(duì)合作成果。本研究采用分子束外延的方法制備出了一種有Al 和Sn 原子組成的單層Lieb晶格，借助特定原子與金屬表面的相互作用形成穩(wěn)定的褶皺二維晶格。
在二維Lieb晶格的奇妙電子結(jié)構(gòu)中，一個(gè)平帶被夾在兩個(gè)線性色散的能帶中間（狄拉克錐）。狄拉克錐可以產(chǎn)生無質(zhì)量載流子，而平帶可以實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)、超導(dǎo)電性和各種拓?fù)浞瞧椒蚕?，理論?jì)算表明，在Lieb晶格的能帶結(jié)構(gòu)中，存在部分?jǐn)嚅_的節(jié)線環(huán)和具有自旋軌道耦合效應(yīng)的拓?fù)浞瞧接菇^緣態(tài)。
王嘉鷗團(tuán)隊(duì)利用角分辨光電子能譜對(duì)該體系的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)表征，實(shí)驗(yàn)揭示了最頂端Al原子與Sn原子的雜化態(tài)。這項(xiàng)工作為基于Lieb晶格構(gòu)建二維量子材料提供了一種獨(dú)特的方法，將促進(jìn)人們對(duì)二維Lieb晶格對(duì)稱性相關(guān)的電子和拓?fù)湫再|(zhì)的理解，以探索新的物理性質(zhì)和應(yīng)用。
這項(xiàng)工作中的角分辨光電子能譜研究是在北京同步輻射光電子能譜實(shí)驗(yàn)站完成的。該實(shí)驗(yàn)站是一套綜合性表面物理研究實(shí)驗(yàn)裝置，其將外延生長(zhǎng)與表面結(jié)構(gòu)表征（STM 和LEED）、同步輻射電子結(jié)構(gòu)表征（SR-ARPES 和SXR-NEXAFS）原位結(jié)合，它的X 射線能量范圍為20~1000eV，配備角分辨電子能量分析器和全電子產(chǎn)額式軟X 射線吸收譜裝置,其在材料表面的調(diào)控和電子結(jié)構(gòu)表征方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
高能所劉晨助理研究員為本文的共同第一作者。
Al-Sn Lieb晶格的原子示意圖（左）及能帶模擬（右）
角分辨光電子能譜對(duì)Al-Sn Lieb晶格的能帶表征
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