Epitaxial films of the ternary topological insulator Bi2Te2Se were grown on Si(111) substrates and investigated for their surface electronic properties and morphology. We employ a Se-capping procedure allowing for the preparation of clean films in the surface-analysis experimental setups. Using angle-resolved photoelectron spectroscopy, we determine the dispersion of the topological surface state. With time after surface preparation, the spectroscopic features in the surface electronic structure exhibit significant temperature-dependent shifts to higher binding energies. Scanning tunneling microscopy images show terraces with typical step edge separations of 50 nm–150 nm. X-ray photoelectron spectroscopy indicates an increased Se concentration at the surface.

1.
L.
Fu
and
C.
Kane
,
Phys. Rev. B
76
,
045302
(
2007
).
2.
M. Z.
Hasan
and
C. L.
Kane
,
Rev. Mod. Phys.
82
,
3045
(
2010
).
3.
X.-L.
Qi
and
S.-C.
Zhang
,
Rev. Mod. Phys.
83
,
1057
(
2011
).
4.
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
,
S. C.
Zhang
,
I. R.
Fisher
,
Z.
Hussain
, and
Z.-X.
Shen
,
Science
325
,
178
(
2009
).
5.
Y.
Xia
,
D.
Qian
,
D.
Hsieh
,
L.
Wray
,
A.
Pal
,
H.
Lin
,
A.
Bansil
,
D.
Grauer
,
Y. S.
Hor
,
R. J.
Cava
, and
M. Z.
Hasan
,
Nat. Phys.
5
,
398
(
2009
).
6.
H.
Zhang
,
C.-X.
Liu
,
X.-L.
Qi
,
X.
Dai
,
Z.
Fang
, and
S.-C.
Zhang
,
Nat. Phys.
5
,
438
(
2009
).
7.
D.
Kim
,
S.
Cho
,
N. P.
Butch
,
P.
Syers
,
K.
Kirshenbaum
,
S.
Adam
,
J.
Paglione
, and
M. S.
Fuhrer
,
Nat. Phys.
8
,
459
(
2012
).
8.
S.
Jia
,
H.
Ji
,
E.
Climent-Pascual
,
M. K.
Fuccillo
,
M. E.
Charles
,
J.
Xiong
,
N. P.
Ong
, and
R. J.
Cava
,
Phys. Rev. B
84
,
235206
(
2011
).
9.
Z.
Ren
,
A. A.
Taskin
,
S.
Sasaki
,
K.
Segawa
, and
Y.
Ando
,
Phys. Rev. B
82
,
241306(R)
(
2010
).
10.
D. O.
Scanlon
,
P. D. C.
King
,
R. P.
Singh
,
A. de la
Torre
,
S. M.
Walker
,
G.
Balakrishnan
,
F.
Baumberger
, and
C. R. A.
Catlow
,
Adv. Mater.
24
,
2154
(
2012
).
11.
S.
Jia
,
H.
Beidenkopf
,
I.
Drozdov
,
M. K.
Fuccillo
,
J.
Seo
,
J.
Xiong
,
N. P.
Ong
,
A.
Yazdani
, and
R. J.
Cava
,
Phys. Rev. B
86
,
165119
(
2012
).
12.
L.
Barreto
,
L.
Kühnemund
,
F.
Edler
,
C.
Tegenkamp
,
J.
Mi
,
M.
Bremholm
,
B. B.
Iversen
,
C.
Frydendahl
,
M.
Bianchi
, and
P.
Hofmann
,
Nano Lett.
14
,
3755
(
2014
).
13.
M.
Neupane
,
S.-Y.
Xu
,
L. A.
Wray
,
A.
Petersen
,
R.
Shankar
,
N.
Alidoust
,
C.
Liu
,
A.
Fedorov
,
H.
Ji
,
J. M.
Allred
,
Y. S.
Hor
,
T.-R.
Chang
,
H.-T.
Jeng
,
H.
Lin
,
A.
Bansil
,
R. J.
Cava
, and
M. Z.
Hasan
,
Phys. Rev. B
85
,
235406
(
2012
).
14.
K.
Miyamoto
,
A.
Kimura
,
T.
Okuda
,
H.
Miyahara
,
K.
Kuroda
,
H.
Namatame
,
M.
Taniguchi
,
S. V.
Eremeev
,
T. V.
Menshchikova
,
E. V.
Chulkov
,
K. A.
Kokh
, and
O. E.
Tereshchenko
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
166802
(
2012
).
15.
T.
Arakane
,
T.
Sato
,
S.
Souma
,
K.
Kosaka
,
K.
Nakayama
,
M.
Komatsu
,
T.
Takahashi
,
Z.
Ren
,
K.
Segawa
, and
Y.
Ando
,
Nat. Commun.
3
,
636
(
2012
).
16.
J.-L.
Mi
,
M.
Bremholm
,
M.
Bianchi
,
K.
Borup
,
S.
Johnsen
,
M.
Søndergaard
,
D.
Guan
,
R. C.
Hatch
,
P.
Hofmann
, and
B. B.
Iversen
,
Adv. Mater.
25
,
889
(
2013
).
17.
C.
Chen
,
S.
He
,
H.
Weng
,
W.
Zhang
,
L.
Zhao
,
H.
Liu
,
X.
Jia
,
D.
Mou
,
S.
Liu
, and
J.
He
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
109
,
3694
(
2012
).
18.
J. F.
Moudler
,
W. F.
Stickle
,
P. E.
Sobol
, and
K. D.
Bomben
,
Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy
(
Perkin-Elmer
,
Eden Prairie
,
1992
).
19.
S.
Nakajima
,
J. Phys. Chem. Solids
24
,
479
(
1963
).
20.
N. V.
Tarakina
,
S.
Schreyeck
,
T.
Borzenko
,
C.
Schumacher
,
G.
Karczewski
,
K.
Brunner
,
C.
Gould
,
H.
Buhmann
, and
L. W.
Molenkamp
,
Cryst. Growth Des.
12
,
1913
(
2012
).
21.
S.
Borisova
,
J.
Krumrain
,
M.
Luysberg
,
G.
Mussler
, and
D.
Grützmacher
,
Cryst. Growth Des.
12
,
6098
(
2012
).
22.
M. P.
Seah
and
W. A.
Dench
,
Surf. Interface anal.
1
,
2
(
1979
).
23.
C.
Seibel
,
H.
Maaß
,
M.
Ohtaka
,
S.
Fiedler
,
C.
Jünger
,
C.-H.
Min
,
H.
Bentmann
,
K.
Sakamoto
, and
F.
Reinert
,
Phys. Rev. B
86
,
161105(R)
(
2012
).
24.
P. D. C.
King
,
R. C.
Hatch
,
M.
Bianchi
,
R.
Ovsyannikov
,
C.
Lupulescu
,
G.
Landolt
,
B.
Slomski
,
J. H.
Dil
,
D.
Guan
,
J. L.
Mi
,
E. D. L.
Rienks
,
J.
Fink
,
A.
Lindblad
,
S.
Svensson
,
S.
Bao
,
G.
Balakrishnan
,
B. B.
Iversen
,
J.
Osterwalder
,
W.
Eberhardt
,
F.
Baumberger
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
096802
(
2011
).
25.
M.
Bianchi
,
R. C.
Hatch
,
J.
Mi
,
B. B.
Iversen
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
086802
(
2011
).
26.
H. M.
Benia
,
C.
Lin
,
K.
Kern
, and
C. R.
Ast
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
177602
(
2011
).
You do not currently have access to this content.