Поверхностные спин-поляризованные токи, генерируемые в топологических изоляторах циркулярно-поляризованным синхротронным излучением, и их индикация методом фотоэлектронной спектроскопии

Предложен и исследован новый метод генерации спин-поляризованных токов в топологических изоляторах, связанный со спин-зависимой асимметрией генерации дырок на уровне Ферми для ветвей топологических поверхностных состояний с противоположной спиновой ориентацией при воздействии циркулярно поляризованным синхротронным излучением. Результатом генерации дырок является формирование компенсирующих спин-поляризованных токов, величина которых определяется концентрацией генерируемых дырок и зависит от особенностей электронной и спиновой структуры системы. Индикатором формируемых спин-поляризованных токов может быть сдвиг края Ферми в фотоэлектронных спектрах при фотовозбуждении синхротронным излучением с противоположной циркулярной поляризацией. Исследованы топологические изоляторы с различным стехиометрическим составом (Bi$_{1.5}$Sb$_{0.5}$Te$_{1.8}$Se$_{1.2}$ и PbBi$_{2}$Se$_{2}$Te$_{2}$) и выявлена корреляция в величине сдвигов и генерируемых спин-поляризованных токов с особенностями электронной спиновой структуры. Исследования системы графен/Pt(111) показали возможность использования данного метода для других систем со спин-поляризованной электронной структурой.