Die unbesetzte elektronische Bandstruktur topologischer Isolatoren

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der experimentellen Bestimmung der unbesetzten elektronischen Bandstruktur von topologischen Isolatoren. Diese Materialien sind Halbleiter mit starker Spin-Bahn-Wechselwirkung, deren globale Bandlücke des Volumenkristalls leitende Oberflächenzustände aufweist. Als zu untersuchende Systeme wurden für diese Arbeit zwei der drei prominentesten topologischen Isolatoren gewählt, Bi2Se3 und Sb2Te3. Zusätzlich wird als topologisches Halbmetall und Ursprungskomponente von Sb2Te3 auch die Bandstruktur von Sb(111) bestimmt. Die verwendete Messmethode ist die spin- und winkelaufgelöste Inverse Photoemission.<br

Rashba-type spin splitting at Au(111) beyond the Fermi level: the other part of the story

We present a combined experimental and theoretical study of spin–orbit-induced spin splittings in the unoccupied surface electronic structure of the prototypical Rashba system Au(111). Spin- and angle-resolved inverse-photoemission measurements reveal a Rashba-type spin splitting in the unoccupied part of the L-gap surface state. With increasing momentum parallel to the surface, the spectral intensity is lowered and the spin splitting vanishes as the surface state approaches the band-gap boundary. Furthermore, we observe significantly spin-dependent peak positions and intensities for transitions between unoccupied sp-like bulk bands. Possible reasons for this behavior are considered: initial and final-state effects as well as the transition itself, which is controlled by selection rules depending on the symmetry of the involved states. Based on model calculations, we identify the initial states as origin of the observed Rashba-type spin effects in bulk transitions