Вышедшие номера
Слабая антилокализация в двойных ямах HgTe с массивными фермионами Дирака
Russian science foundation (RSF), 23-22-00195
Kawahala N.M.1, Гусев Г.М.1, Ольшанецкий E.Б.2,3, Hernandez F.G.G.1, Михайлов Н.Н.2, Дворецкий С.А.2
1Instituto de Fisica da Universidade de Sao Paulo,135960-170, Sao Paulo, SP, Brazil
2Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Email: gusev@if.usp.br, eolsh@isp.nsc.ru, felixggh@if.usp.br, dvor@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 8 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 5 июня 2024 г.
Принята к печати: 5 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 6 сентября 2024 г.

Двойная квантовая яма HgTe представляет собой двумерный топологический изолятор, в котором объемными носителями являются массивные фермионы Дирака с исчезающе малой кривизной Берри. Соответственно, характер квантовых поправок к проводимости в подобной системе должен определяться наличием двух факторов: близким к нулю значением фазы Берри и спин-орбитальным рассеянием. В частности, исчезающая кривизна Берри в двойной квантовой яме HgTe должна, согласно теории, приводить к наблюдению отрицательного магнитосопротивления, в то время как в одиночной квантовой яме HgTe с безмассовыми фермионами Дирака и отличной от нуля фазой Берри теория всегда предсказывает антилокализационные поправки к проводимости (положительное магнитосопротивление) независимо от силы спин-орбитального взаимодействия. В настоящей работе вопреки ожиданиям подобные же антилокализационные поправки к проводимости положительного магнитосопротивления обнаружены и в двойной квантовой яме HgTe, что указывает на доминирование в квантовом транспорте механизма спин-орбитальной релаксации, приводящего к слабой антилокализации. Таким образом, результаты нашего исследования интерференционных поправок к проводимости в системе массивных фермионов Дирака указывают на то, что физика локализации в двумерных топологических изоляторах определяется конкуренцией таких факторов, как особенности спиновой текстуры, масса квазичастицы и интенсивность спин-орбитального рассеяния. Ключевые слова: двумерный топологический изолятор, двойная квантовая яма, магнитосопротивление, слабая локализация.
  1. P.A. Lee, T.V. Ramakrishnan. Rev. Mod. Phys., 57, 287 (1985)
  2. C.L. Kane, E.J. Mele. Phys. Rev. Lett., 95, 146802 (2005)
  3. B.A. Bernevig, T.L. Hughes, S.-C. Zhang. Science, 314, 1757 (2006)
  4. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys., 82, 3045 (2010)
  5. L. Fu, C.L. Kane, E.J. Mele. Phys. Rev. Lett., 98, 106803 (2007)
  6. X.-L. Qi, S.-C. Zhang. Rev. Mod. Phys., 83, 1057 (2011)
  7. D.A. Kvon, Z.D. Kozlov, E.B. Olshanetsky, G.M. Gusev, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Physics--Uspekhi, 63 (7), 629 (2020)
  8. G. Tkachov, E.M. Hankiewicz. Phys. Rev. B, 84, 035444 (2011)
  9. P.M. Ostrovsky, I.V. Gornyi, A.D. Mirlin. Phys. Rev. B, 86, 125323 (2012)
  10. P.M. Ostrovsky, I.V. Gornyi, A.D. Mirlin. Phys. Rev. B, 90, 085401 (2014)
  11. Weizhe Edward Liu, Ewelina M. Hankiewicz, Dimitrie Culcer. 2D Materials, 10, 807 (2017)
  12. H.Z. Lu, J. Shi, S.Q. Shen. Phys. Rev. Lett., 107, 076801 (2011)
  13. Hai-Zhou Lu, Shun-Qing Shen. Phys. Rev. B, 84, 125138 (2011)
  14. H.T. He, G. Wang, T. Zhang, I.K. Sou, G.K.L. Wong, J.N. Wang, H.Z. Lu, S.Q. Shen, F.C. Zhang. Phys. Rev. Lett., 106, 166805 (2011)
  15. J. Chen, X.Y. He, K.H. Wu, Z.Q. Ji, L. Lu, J.R. Shi, J.H. Smet, Y.Q. Li. Phys. Rev. B, 83, 241304(R) (2011)
  16. Y.S. Kim, M. Brahlek, N. Bansal, E. Edrey, G.A. Kapilevich, K. Iida, M. Tanimura, Y. Horibe, S.W. Cheong,S. Oh. Phys. Rev. B, 84, 073109 (2011)
  17. E.B. Olshanetsky, Z.D. Kvon, G.M. Gusev, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, J.C. Portal. JETP Lett., 91, 347 (2010)
  18. D.A. Kozlov, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. JETP Lett., 96, 730 (2013)
  19. M. Muhlbauer, A. Budewitz, B. Buttner, G. Tkachov, E.M. Hankiewicz, C. Brune, H. Buhmann, L.W. Molenkamp. Phys. Rev. Lett., 112, 146803 (2014)
  20. G.M. Minkov, A.V. Germanenko, O.E. Rut, A.A. Sherstobitov, S.A. Dvoretski, N.N. Mikhailov. Phys. Rev. B, 85, 235312 (2012)
  21. G.M. Minkov, A.V. Germanenko, O.E. Rut, A.A. Sherstobitov, S.A. Dvoretski, N.N. Mikhailov. Phys. Rev. B, 88, 045323 (2013)
  22. S.S. Krishtopenko, W. Knap, F. Teppe. Nat. Sci. Rep., 6, 30755 (2016)
  23. G.M. Gusev, E.B. Olshanetsky, F.G.G. Hernandez, O.E. Raichev, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Phys. Rev. B, 101, 241302(R) (2020)
  24. G.M. Gusev, E.B. Olshanetsky, F.G.G. Hernandez, O.E. Raichev, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Phys. Rev. B, 103, 035302 (2021)
  25. P. Michetti, J.C. Budich, E.G. Novik, P. Recher. Phys. Rev. B, 85, 125309 (2012)
  26. O.E. Raichev. Phys. Rev. B, 85, 045310 (2012)
  27. 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)
  28. A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K. Geim. Rev. Mod. Phys., 81, 109 (2009)
  29. 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 Physics, 7, 418 (2011)
  30. D.A. Kozlov, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii. JETP Lett., 96, 730 (2012)
  31. G.M. Gusev, D.A. Kozlov, A.D. Levin, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky. Phys. Rev. B, 96, 045304 (2017)
  32. G.M. Gusev, E.B. Olshanetsky, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov. Sol. St. Commun., 302, 113701, (2019)
  33. Chen-Hsuan Hsu, Peter Stano, Jelena Klinovaja, Daniel Loss. Semicond. Sci. Technol., 36, 123003 (2021)
  34. G.M. Minkov, A.V. Germanenko, I.V. Gornyi. Phys. Rev. B, 70, 245423 (2004)
  35. L. Altshuler, A.G. Aronov, A.I. Larkin, D.E. Khmelnitskii. Zh. Eksp. Teor. Fiz., 54, 411 (1981)
  36. O.E. Raichev, P. Vasilopoulos. J. Phys.: Condens. Matter, 12, 589 (2000)
  37. I.S. Burmistrov, I.V. Gornyi, K.S. Tikhonov. Phys. Rev. B, 84, 075338 (2011)
  38. I.R. Pagnossin, A.K. Meikap, T.E. Lamas, G.M. Gusev, J.C. Portal. Phys. Rev. B, 78, 115311 (2008)
  39. G.M. Minkov, A.V. Germanenko, O.E. Rut, A.A. Sherstobitov, A.K. Bakarov, D.V. Dmitriev. Phys. Rev. B, 82, 165325 (2010)
  40. B.L. Altshuler, A.G. Aronov, D.E. Khmelnitsky. J. Phys. C, 15, 7367 (1982)
  41. V. Krueckl, K. Richter. Semicond. Sci. Technol., 27, 124006 (2012).

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.