トポロジカル断熱材の薄膜における表面フォノンとディラックプラズモンの厚さ調整可能な量子干渉bi₂se₃

レーザー光子エネルギーが2.33 eV（532 nm）から1.58 eV（785 nm）に切り替わる場合、Bi2Se3薄膜からのラマン応答の100倍以上の強化について報告します。〜1.5 eV（厚さに依存しない強化）の共振エネルギーと、非線形に励起されたディラックプラズモン（厚さに依存する強化）。直接的な光カップリングにより、DIRAC SSの連続ネットワークに関連する六角形に配置されたSE原子の面内フォノンモードが観察されました。このモードでは、表面フォノンとディラックプラズモンの状態の間の量子干渉に起​​因する厚さ15 nmのフィルムのファノラインシェープが明らかになりました。

We report on a >100-fold enhancement of Raman responses from Bi2Se3 thin films if laser photon energy switches from 2.33 eV (532 nm) to 1.58 eV (785 nm), which is due to direct optical coupling to Dirac surface states (SS) at the resonance energy of ∼1.5 eV (a thickness-independent enhancement) and due to nonlinearly excited Dirac plasmon (a thickness-dependent enhancement). Owing to the direct optical coupling, we observed an in-plane phonon mode of hexagonally arranged Se-atoms associated with a continuous network of Dirac SS. This mode revealed a Fano lineshape for films <15 nm thick, resulting from quantum interference between surface phonon and Dirac plasmon states.