Вышедшие номера
Магнетотранспортная спектроскопия интерфейсных, квантово-ямных и гибридных состояний в структурах с многочисленными слоями HgTe толщиной 16 нм
Переводная версия: 10.1134/S1063782619070248
Васильева Г.Ю.1, Грешнов А.А.1, Васильев Ю.Б.1, Михайлов Н.Н.2, Усикова А.А.1, Haug R.J.3
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
3Institut fur Festkorperphysik, Leibniz Universitat Hannover, Hannover, Germany
Email: a_greshnov@hotmail.com
Поступила в редакцию: 6 декабря 2018 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2019 г.

Проведены измерения продольной и холловской компонент тензора сопротивления структур с многочисленными слоями HgTe толщиной 16 нм в магнитных полях до 12 Тл при температурах от 1.5 до 300 K. Обнаружено, что наклон зависимости холловской компоненты от магнитного поля меняет знак при некоторой критической температуре, составившей Tc=5 и 10 K в двух исследованных образцах, что свидетельствует о наличии двух типов носителей и изменении соотношения между их вкладами в холловское сопротивление с температурой. Малость критической температуры и проявление "двухкомпонентного" характера холловских кривых лишь при T>Tc доказывают близость основного состояния системы к бесщелевому. При более высоких температурах (20<T<200 K) холловская концентрация с высокой точностью пропорциональна температуре. Описание законов дисперсии носителей в рамках 8-зонной kp-модели с учетом вызванного механическими напряжениями расщепления края зоны Gamma8, формирующей в HgTe состояния обоих типов, позволило количественно описать наблюдаемые особенности магнетотранспорта. Показано, что они связаны с параллельным заполнением электронных и дырочных состояний, образовавшихся в результате смешивания интерфейсных состояний, ответственных за фазу топологического изолятора, и квантово-размерных состояний зоны Gamma8. Ключевые слова: магнетотранспортные характеристики, интерфейсные состояния, фазовая диаграмма, эффект Холла.
  1. M. Schultz, U. Merkt, A. Sonntag, U. Rossler, R. Winkler, T. Colin, P. Helgesen, T. Skauli, S. L vold. Phys. Rev. B, 57, 14772 (1998)
  2. B. Buttner, C.X. Liu, G. Tkachov, E.G. Novik, C. Brune, H. Buhmann, E.M. Hankiewicz, P. Recher, B. Trauzettel, S.C. Zhang, L.W. Molenkamp. Nature Phys., 7, 418 (2011)
  3. М.С. Жолудев, Ф. Теп, С.В. Морозов, М. Орлита, К. Консейон, С. Руфенах, В. Кнап, В.И. Гавриленко, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов. Письма ЖЭТФ, 100, 895 (2014)
  4. J. Ludwig, Yu.B. Vasilyev, N.N. Mikhailov, J.M. Poumirol, Z. Jiang, O. Vafek, D. Smirnov. Phys. Rev. B, 89, 241406(R) (2014)
  5. E.G. Novik, A. Pfeuffer-Jeschke, T. Jungwirth, V. Latussek, C.R. Becker, G. Landwehr, H. Buhmann, L.W. Molenkamp. Phys. Rev. B, 72, 035321 (2005).
  6. S. Wiedmann, A. Jost, C. Thienel, C. Brune, P. Leubner, H. Buhmann, L.W. Molenkamp, J.C. Maan, U. Zeitler. Phys. Rev. B, 91, 205311 (2015)
  7. A.M. Kadykov, S.S. Krishtopenko, B. Jouault, W. Desrat, W. Knap, S. Ruffenach, C. Consejo, J. Torres, S.V. Morozov, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, F. Teppe. Phys. Rev. Lett., 120, 086401 (2018)
  8. P. Leubner, L. Lunczer, C. Brune, H. Buhmann, L.W. Molenkamp. Phys. Rev. Lett., 117 (8), 086403 (2016)
  9. З.Д. Квон, Е.Б. Ольшанецкий, Д.А. Козлов. Письма ЖЭТФ, 87, 588 (2008)
  10. Д.А. Козлов, З.Д. Квон, Н.Н. Михайлов и др. Письма ЖЭТФ, 93, 186 (2011)
  11. B.A. Bernevig, T.L. Hughes, S.-C. Zhang. Science, 314, 1757 (2006)
  12. G.M. Gusev, Z.D. Kvon, E.B. Olshanetsky, A.D. Levin, Y. Krupko, J.C. Portal, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Phys. Rev. B, 89, 125305 (2014)
  13. M. Marcinkiewicz, S. Ruffenach, S.S. Krishtopenko, A.M. Kadykov, C. Consejo, D.B. But, W. Desrat, W. Knap, J. Torres, A.V. Ikonnikov, K.E. Spirin, S.V. Morozov, V.I. Gavrilenko, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, F. Teppe. Phys. Rev. B, 96, 035405 (2017)
  14. А.А. Грешнов, Ю.Б. Васильев, Н.Н. Михайлов, Г.Ю. Васильева, Д. Смирнов. Письма ЖЭТФ, 97 (2), 108 (2013)
  15. J. Ruan, S.-K. Jian, H. Yao, H. Zhang, S.-C. Zhang, D. Xing. Nature Commun., 7, 11136 (2016)
  16. T. Rauch, S. Achilles, J. Henk, I. Mertig. Phys. Rev. B, 96, 035124 (2017)
  17. A.A. Burkov, L. Balents. Phys. Rev. Lett., 107, 127205 (2011)
  18. G.B. Halasz, L. Balents. Phys. Rev. B, 85, 035103 (2012)
  19. M. Voos. Surf. Sci. Reports, 7, 189 (1987)
  20. Yu.G. Sidorov, S.A. Dvoretsky, M.V. Yakushev, N.N. Mikhailov, V.S. Varavin, V.I. Liberman. Thin Sol. Films, 306, 253 (1997)
  21. Z.D. Kvon, E.B. Olshanetsky, E.G. Novik, D.A. Kozlov, N.N. Mikhailov, I.O. Parm, S.A. Dvoretsky. Phys. Rev. B, 83, 193304 (2011)
  22. E.B. Olshanetsky, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, E.G. Novik, I.O. Parm, S.A. Dvoretsky. Sol. St. Commun., 152, 265 (2012)
  23. М.И. Дьяконов, А.В. Хаецкий. Письма ЖЭТФ, 33, 115 (1981).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.