Dimensionality reduction and band quantization induced by potassium intercalation in 1T−HfTe2

材料科学 布里渊区 插层(化学) 凝聚态物理 降维 电子结构 结晶学 物理 机器学习 化学 计算机科学 量子力学 冶金
作者
Yuki Nakata,K. Sugawara,A. Chainani,Kunihiko Yamauchi,K. Nakayama,S. Souma,Pei-Yu Chuang,Chun-Yi Cheng,Tamio Oguchi,Keiji Ueno,Takahiro Takahashi,T. Sato
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:3 (7) 被引量:21
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.3.071001
摘要

We have performed angle-resolved photoemission spectroscopy on transition-metal dichalcogenide $1T\text{\ensuremath{-}}{\mathrm{HfTe}}_{2}$ to elucidate the evolution of electronic states upon potassium (K) deposition. In pristine ${\mathrm{HfTe}}_{2}$, an in-plane hole pocket and electron pockets are observed at the Brillouin-zone center and corner, respectively, indicating the semimetallic nature of bulk ${\mathrm{HfTe}}_{2}$, with dispersion perpendicular to the plane. In contrast, the band structure of heavily K-dosed ${\mathrm{HfTe}}_{2}$ is obviously different from that of bulk and resembles the band structure calculated for monolayer ${\mathrm{HfTe}}_{2}$. It was also observed that lightly K-dosed ${\mathrm{HfTe}}_{2}$ is characterized by quantized bands originating from bilayer and trilayer ${\mathrm{HfTe}}_{2}$, indicative of staging. The results suggest that the dimensionality crossover from 3D (dimensional) to 2D electronic states due to systematic K intercalation takes place via staging in a single sample. The study provides a strategy for controlling the dimensionality and functionality of novel quantum materials.
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