Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 4 » Статья стр. 557
<<<>>>
Осцилляции магнетосопротивления в пленках многокомпонентных топологических изоляторов на основе теллурида висмута
Лукьянова Л.Н. 1, Усов О.А. 1, Волков М.П. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lidia.lukyanova@mail.ioffe.ru, oleg.usov@mail.ioffe.ru, m.volkov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 8 марта 2024 г.
Принята к печати: 14 марта 2024 г.
Выставление онлайн: 22 апреля 2024 г.
PDF версия
В слоистых пленках твердых растворов n-(Bi, Sb, In)2(Te, Se)3, которые являются топологическими 3D-изоляторами, проведен анализ квантовых осцилляций и температурных зависимостей магнетосопротивления в магнитных полях до 14 T. В рамках теории Лифшица-Косевича рассчитаны параметры поверхностных состояний фермионов Дирака и установлено, что исследованные пленки характеризуются двумя частотами циклотронного резонанса. Поверхностная концентрация фермионов Дирака возрастает в пленках с высоким параметром термоэлектрической мощности при замещениях атомов в подрешетке Bi на In по сравнению с замещениями Sb -> Bi. Рассчитаны номера уровней Ландау и фаза Берри. Показано, что с повышением частоты циклотронного резонанса в пленке n-Bi1.92In0.02Te2.88Se0.12 уровни Ландау наблюдаются в более высоких магнитных полях, чем в n-Bi1.6Sb0.4Te2.91Se0.09. В пленках n-Bi1.6Sb0.4Te2.91Se0.09 на температурных зависимостях удельного сопротивления в магнитном поле B=14 T наблюдаются плато в области низких температур, характерные для топологических изоляторов. При температурах ниже 15 K обнаружена нелинейная зависимость сопротивления от магнитного поля вследствие квантовых интерференционных эффектов, которые связаны со слабой антилокализацией фермионов Дирака. Ключевые слова: термоэлектрики, слоистые пленки, квантовые осцилляции, сильные магнитные поля, поверхностные состояния.
  1. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys. 82, 4, 3045 (2010)
  2. J.P. Heremans, R.J. Cava, N. Samarth. Nature Rev. Mater. 2, 10, 17049 (2017)
  3. P. Ngabonziza. Nanotechnol. 33, 19, 192001 (2022)
  4. M.J. Gilbert. Commun. Phys. 4, 1, 70 (2021)
  5. G. Jiang, J. Yi, L. Miao, P. Tang, H. Huang, C. Zhao, S. Wen. Sci. Rep. 8, 1, 2355 (2018)
  6. L. Zhang, J. Liu, J. Li, Z. Wang, Y. Wang, Y. Ge, W. Dong, N. Xu, T. He, H. Zhang, W. Zhang. Laser. Photon. Rev. 14, 4, 1900409 (2020)
  7. H. Liu, P.D. Ye. Appl. Phys. Lett. 99, 5, 052108 (2011)
  8. H. Steinberg, D.R. Gardner, Y.S. Lee, P. Jarillo-Herrero. Nano Lett. 10, 12, 5032 (2010)
  9. J. Zhu, T. Zhang, Y. Yang, R. Huang. Appl. Phys. Rev. 7, 1, 011312 (2020)
  10. Y. Chen. Surface excitonic thermoelectric devices. US Patent Application ID US20120138115A1 (2012)
  11. M. Eschbach, E. Mynczak, J. Kellner, J. Kampmeier, M. Lanius, E. Neumann, C. Weyrich, M. Gehlmann, P. Gospodarivc, S. Doring, G. Mussler, N. Demarina, M. Luysberg, G. Bihlmayer, T. Schapers, L. Plucinski, S. Blugel, M. Morgenstern, C.M. Schneider, D. Grutzmacher. Nature Commun. 6, 1, 8816 (2015)
  12. I.V. Korobeinikov, N.V. Morozova, L.N. Lukyanova, O.A. Usov, V.A. Kulbachinskii, V.V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov. J. Phys. D 51, 2, 025501 (2018)
  13. И.В. Коробейников, Н.В. Морозова, Л.Н. Лукьянова, О.А. Усов, С.В. Овсянников. ФТП 53, 6, 741 (2019). [I.V. Korobeinikov, N.V. Morozova, L.N. Lukyanova, O.A. Usov, S.V. Ovsyannikov. Semiconductors 53, 6, 732 (2019)]
  14. N.V. Morozova, I.V. Korobeinikov, S.V. Ovsyannikov. J. Appl. Phys. 125, 22, 220901 (2019)
  15. H. Liu, S. Liu, Y. Yi, H. He, J. Wang. 2D Mater. 2, 4, 045002 (2015)
  16. L. Bao, L. He, N. Meyer, X. Kou, P. Zhang, Z. Chen, A.V. Fedorov, J. Zou, T.M. Riedemann, T.A. Lograsso, K.L. Wang, G. Tuttle, F. Xiu. Sci. Rep. 2, 1, 726 (2012)
  17. S.Y. Matsushita, K. Ichimura, K.K. Huynh, K. Tanigaki. Phys. Rev. Mater. 5, 1, 014205 (2021)
  18. И.М. Лифшиц, А.М. Косевич. ЖЭТФ 29, 6, 730 (1955). [I.M. Lifshitz, A.M. Kosevich. Sov. Phys. --- JETP 2, 4, 636 (1956)]
  19. Д. Шенберг. Магнитные осцилляции в металлах. Мир, М. (1986). [D. Shoenberg. Magnetic oscillations in metals. Ser. Monographs on physics. Cambridge University Press, Cambridge (2009)]
  20. Y. Ando. J. Phys. Soc. Jpn. 82, 10, 102001 (2013)
  21. Л.Н. Лукьянова, О.А. Усов, М.П. Волков. ФТП 53, 5, 626 (2019). [L.N. Lukyanova, O.A. Usov, M.P. Volkov. Semiconductors 53, 5, 620 (2019)]
  22. Л.Н. Лукьянова, И.В. Макаренко, О.А. Усов. ФТП 55, 12, 1128 (2021). [L.N. Lukyanova, I.V. Makarenko, O.A. Usov. Semiconductors 56, 5, 317 (2022)]
  23. L.N. Lukyanova, I.V. Makarenko, O.A. Usov. J. Phys.: Condens. Matter 32, 46, 465701 (2020)
  24. N.H. Tu, Y. Tanabe, Y. Satake, K.K. Huynh, P.H. Le, S.Y. Matsushita, K. Tanigaki. Nano Lett. 17, 4, 2354 (2017)
  25. S.-M. Huang, Y.-J. Yan, S.-H. Yu, M. Chou. Sci. Rep. 7, 1, 1896 (2017)
  26. S.K. Kushwaha, I. Pletikosic, T. Liang, A. Gyenis, S.H. Lapidus, Y. Tian, H. Zhao, K.S. Burch, J. Lin, W. Wang, H. Ji, A.V. Fedorov, A. Yazdani, N.P. Ong, T. Valla, R.J. Cava. Nature Commun. 7, 1, 11456 (2016)
  27. R. Dey, T. Pramanik, A. Roy, A. Rai, S. Guchhait, S. Sonde, H.C.P. Movva, L. Colombo, L.F. Register, S.K. Banerjee. Appl. Phys. Lett. 104, 22, 223111 (2014)
  28. A.R. Wright, R.H. McKenzie. Phys. Rev. B 87, 8, 085411 (2013)
  29. F.F. Tafti, Q.D. Gibson, S.K. Kushwaha, N. Haldolaarachchige, R.J. Cava. Nature Phys. 12, 3, 272 (2016)
  30. Л.Н. Лукьянова, Ю.А. Бойков, О.А. Усов, В.А. Данилов, М.П. Волков. ФТП 51, 7, 880 (2017). [L.N. Lukyanova, Yu.A. Boikov, O.A. Usov, V.A. Danilov, M.P. Volkov. Semiconductors 51, 7, 843 (2017)]
  31. H.-Z. Lu, S.-Q. Shen. Chinese Phys. B 25, 11, 117202 (2016)
  32. 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, 16, 166805 (2011)
  33. H. Peng, K. Lai, D. Kong, S. Meister, Y. Chen, X.-L. Qi, S.-C. Zhang, Z.-X. Shen, Y. Cui. Nature Mater. 9, 3, 225 (2010)

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme