Epitaxial films of bismuth telluride topological insulators have received increasing attention due to their potential applications in spintronic and quantum computation. One of the most important properties of epitaxial films is the presence of interface defects due to the lateral lattice mismatch since electrically active defects can drastically compromise device performance. By describing hybrid reflections in hexagonal bismuth telluride films on cubic substrates, in-plane lattice mismatches were characterized with accuracy at least 20 times better than using other X-ray diffraction methods, providing clear evidence of 0.007% lateral lattice mismatch, consistent with stress relaxation associated with van der Waals gaps in the film structure.

1.
E. H.
Smith
,
P. D. C.
King
,
A.
Soukiassian
,
D. G.
Ast
, and
D. G.
Schlom
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
131903
(
2017
).
2.
S. L.
Morelhão
,
G. E. S.
Brito
, and
E.
Abramof
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
407
(
2002
).
3.
B. J.
Isherwood
,
B. R.
Brown
, and
M. A. G.
Halliwell
,
J. Cryst. Growth
54
,
449
(
1981
).
4.
S. L.
Morelhão
and
L. P.
Cardoso
,
J. Appl. Phys.
73
,
4218
(
1993
).
5.
S. L.
Morelhão
and
L. P.
Cardoso
,
Solid State Commun.
88
,
465
(
1993
).
6.
J. Z.
Domagała
,
S. L.
Morelhão
,
M.
Sarzyński
,
M.
Maździarz
,
P.
Dłużewski
, and
M.
Leszczyński
,
J. Appl. Cryst.
49
,
798
(
2016
).
7.
Y.-Z.
Zheng
,
Y.-L.
Soo
, and
S.-L.
Chang
,
Sci. Rep.
6
,
25580
(
2016
).
8.
S. L.
Morelhão
,
L. H.
Avanci
,
A. A.
Quivy
, and
E.
Abramof
,
J. Appl. Cryst.
35
,
69
(
2002
).
9.
P.
Cheng
,
C.
Song
,
T.
Zhang
,
Y.
Zhang
,
Y.
Wang
,
J.-F.
Jia
,
J.
Wang
,
Y.
Wang
,
B.-F.
Zhu
,
X.
Chen
 et al,
Phys. Rev. Lett.
105
,
076801
(
2010
).
10.
G.
Wang
,
X.-G.
Zhu
,
Y.-Y.
Sun
,
Y.-Y.
Li
,
T.
Zhang
,
J.
Wen
,
X.
Chen
,
K.
He
,
L.-L.
Wang
, X.-
C.
Ma
 et al,
Adv. Mater.
23
,
2929
(
2011
).
11.
J. J.
Lee
,
F. T.
Schmitt
,
R. G.
Moore
,
I. M.
Vishik
,
Y.
Ma
, and
Z. X.
Shen
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
013118
(
2012
).
12.
K.
Hoefer
,
C.
Becker
,
D.
Rata
,
J.
Swanson
,
P.
Thalmeier
, and
L. H.
Tjeng
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
111
,
14979
(
2014
).
13.
H.
Zhang
,
C.-X.
Liu
,
X.-L.
Qi
,
X.
Dai
,
Z.
Fang
, and
S.-C.
Zhang
,
Nat. Phys.
5
,
438
(
2009
).
14.
Y. L.
Chen
,
J. G.
Analytis
,
J.-H.
Chu
,
Z. K.
Liu
,
S.-K.
Mo
,
X. L.
Qi
,
H. J.
Zhang
,
D. H.
Lu
,
X.
Dai
,
Z.
Fang
 et al,
Science
325
,
178
(
2009
).
15.
Y.-Y.
Li
,
G.
Wang
,
X.-G.
Zhu
,
M.-H.
Liu
,
C.
Ye
,
X.
Chen
,
Y.-Y.
Wang
,
K.
He
,
L.-L.
Wang
,
X.-C.
Ma
 et al,
Adv. Mater.
22
,
4002
(
2010
).
16.
H.
Steiner
,
V.
Volobuev
,
O.
Caha
,
G.
Bauer
,
G.
Springholz
, and
V.
Holý
,
J. Appl. Cryst.
47
,
1889
(
2014
).
17.
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
,
S. L.
Morelhão
, and
E.
Abramof
,
J. Appl. Phys.
119
,
165303
(
2016
).
18.
F.
Bonell
,
M. G.
Cuxart
,
K.
Song
,
R.
Robles
,
P.
Ordejón
,
S.
Roche
,
A.
Mugarza
, and
S. O.
Valenzuela
,
Cryst. Growth Des.
17
,
4655
(
2017
).
19.
A.
Koma
,
J. Cryst. Growth
201-202
,
236
(
1999
).
20.
Y.
Guo
,
Z.
Liu
, and
H.
Peng
,
Small
11
,
3290
(
2015
).
21.
L.
He
,
X.
Kou
, and
K. L.
Wang
,
Phys. Status Solidi RRL
7
,
50
(
2013
).
22.
A.
Ghasemi
,
D.
Kepaptsoglou
,
P. L.
Galindo
,
Q. M.
Ramasse
,
T.
Hesjedal
, and
V. K.
Lazarov
,
NPG Asia Mater.
9
,
e402
(
2017
).
23.
A. J.
Littlejohn
,
Y.
Xiang
,
E.
Rauch
,
T.-M.
Lu
, and
G.-C.
Wang
,
J. Appl. Phys.
122
,
185305
(
2017
).
24.
J.
Kampmeier
,
S.
Borisova
,
L.
Plucinski
,
M.
Luysberg
,
G.
Mussler
, and
D.
Grützmacher
,
Cryst. Growth Des.
15
,
390
(
2015
).
25.
T. P.
Ginley
,
Y.
Wang
, and
S.
Law
,
Crystals
6
,
154
(
2016
).
26.
Y.
Wang
,
T. P.
Ginley
, and
S.
Law
,
J. Vac. Sci. Technol. B
36
,
02D101
(
2018
).
27.
S.-L.
Chang
,
X-Ray Multiple-Wave Diffraction: Theory and Application
(
Springer-Verlag
,
Berlin, Heidelberg
,
2010
).
28.
S. L.
Morelhão
and
S.
Kycia
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
015501
(
2002
).
29.
T.
Tanabe
,
S.
Zhao
,
Y.
Sato
, and
Y.
Oyama
,
J. Appl. Phys.
122
,
165105
(
2017
).
30.
L.
Yao
,
S.
Inkinen
,
O.
Pacherova
,
M.
Jelinek
,
S.
van Dijken
, and
M.
Tyunina
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
6
,
4263
(
2018
).
31.
S. L.
Morelhão
and
J. Z.
Domagała
,
J. Appl. Cryst.
40
,
546
(
2007
).
32.
S. L.
Morelhão
,
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
, and
E.
Abramof
,
J. Appl. Cryst.
50
,
399
(
2017
).
33.
C. I.
Fornari
,
P. H. O.
Rappl
,
S. L.
Morelhão
,
T. R. F.
Peixoto
,
H.
Bentmann
,
F.
Reinert
, and
E.
Abramof
,
APL Mater.
4
,
106107
(
2016
).
34.
H.
Lind
,
S.
Lidin
, and
U.
Häussermann
,
Phys. Rev. B
72
,
184101
(
2005
).
35.
S. L.
Morelhão
,
Computer Simulation Tools for X-Ray Analysis
(
Springer International Publishing
,
2016
).
36.
W. L.
Bond
,
Acta Cryst.
13
,
814
(
1960
).
37.
J. A.
Quilliam
,
S.
Meng
,
H. A.
Craig
,
L. R.
Corruccini
,
G.
Balakrishnan
,
O. A.
Petrenko
,
A.
Gomez
,
S. W.
Kycia
,
M. J. P.
Gingras
, and
J. B.
Kycia
,
Phys. Rev. B
87
,
174421
(
2013
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.