1. Massless Dirac Fermions in ZrTe2 Semimetal Grown on InAs(111) by van der Waals Epitaxy
- Author
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Hanako Okuno, Roberto Sant, Dimitra Tsoutsou, R. Alcotte, Sotirios Fragkos, Gilles Renaud, Thierry Baron, Polychronis Tsipas, Carlos Alvarez, Athanasios Dimoulas, National Center for Scienfic Research Demokritos, Systèmes hybrides de basse dimensionnalité (NEEL - HYBRID), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Nanostructures et Rayonnement Synchrotron (NRS ), Laboratoire des technologies de la microélectronique (LTM ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Systèmes hybrides de basse dimensionnalité (HYBRID), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
- Subjects
Materials science ,General Physics and Astronomy ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,law.invention ,Condensed Matter::Materials Science ,symbols.namesake ,law ,General Materials Science ,Electronic band structure ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,[PHYS]Physics [physics] ,Valence (chemistry) ,Condensed matter physics ,Graphene ,Fermi level ,General Engineering ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Semimetal ,0104 chemical sciences ,Dirac fermion ,symbols ,van der Waals force ,0210 nano-technology ,Molecular beam epitaxy - Abstract
Single and few layers of the two-dimensional (2D) semimetal ZrTe2 are grown by molecular beam epitaxy on InAs(111)/Si(111) substrates. Excellent rotational commensurability, van der Waals gap at the interface and moire pattern are observed indicating good registry between the ZrTe2 epilayer and the substrate through weak van der Waals forces. The electronic band structure imaged by angle resolved photoelectron spectroscopy shows that valence and conduction bands cross at the Fermi level exhibiting abrupt linear dispersions. The latter indicates massless Dirac Fermions which are maintained down to the 2D limit suggesting that single-layer ZrTe2 could be considered as the electronic analogue of graphene.
- Published
- 2018
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