Топологические изоляторы  представляют собой новое квантовое состояние материи, характеризующееся краевым или поверхностным состоянием, показывающим на топологический характер объемных волновых функций. Позволяя электронам двигаться только по их поверхности, а не в объеме, они проявляют себя как интригующая материальная платформа для исследования экзотических физических явлений, чем-то напоминающих физику графена, а также для применения их в области оптоэлектроники, спинтроники, нанонауки, малоэнергичной электроники, и квантового компьютинга. Исследование топологического состояния поверхности (ТСП) обычно затруднено тем, что в большинстве экспериментальных условий свойства TСП смешиваются со свойствами объемного состояния. В этой работе, мы активируем, исследуем и используем коллективное электронное возбуждение TСП в конусе Дирака. Варьируя  стехиометрией Bi₂Te_(3-х)Se_x и стробированием поверхности наноразмерных полевых транзисторов, используя тонкие хлопья Bi₂Te_2.2Se_0.8 или Bi₂Se₃, мы впервые демонстрируем терагерцовое (ТГц) детектирование при комнатной температуре посредством  передемпфированных плазма-волновых колебаний на "активированном" TСП хлопьев Bi₂Te_2.2Se_0.8. Представленные характеристики детектирования позволяют реальную эксплуатацию TСП для больших областей, быстрое сканирование, перспективное воздействие на ТГц фотонику.

«Plasma-Wave Terahertz Detection Mediated by Topological Insulators Surface States»

Leonardo Viti, Dominique Coquillat, Antonio Politano, Konstantin A. Kokh, Ziya S. Aliev, Mahammad B. Babanly, Oleg E. Tereshchenko, Wojciech Knap, Evgueni V. Chulkov, and Miriam S. Vitiello. Nano Lett. 2016, 16, 80−87