Low Temperature Physics: 43, 257 (2017); https://doi.org/10.1063/1.4977587
Физика Низких Температур: Том 43, Выпуск 2 (Февраль 2017), c. 313-321    ( к оглавлению , назад )

Топологические переходы Лифшица, индуцированные деформацией и легированием в монокристаллических нитях висмута

А.А. Николаева1,2, Л.А. Конопко1,2, Т.Е. Хубер3, А.К. Кобылянская1, Г.И. Пара1

1Институт электронной инженерии и нанотехнологий им. Д. Гицу АН Молдовы ул. Академическая, 3/3, г. Кишинев, МD-2028, Республика Молдова
E-mail: A.Nikolaeva@nano.asm.md

2Международная лаборатория сильных магнитных полей и низких температур ул. Гаявицкая, 95, 53-421, Вроцлав, Польша

3Department of Chemistry, Howard University, 500 College St. N.W., DC 20059 Washington, USA

Статья поступила в редакцию 26 августа 2016 г.

Аннотация

Исследованы особенности проявления электронных топологических переходов Лифшица (ЭТП) в нитях висмута в стеклянной оболочке при качественном изменении топологии поверхности Ферми. Варьирование параметров энергетического спектра осуществлялось легированием Bi акцепторной примесью Sn и упругой деформацией растяжения до 2% относительного удлинения в слаболегированных нитях Bi р-типа. Монокристаллические нити чистого и легированного висмута в стеклянной оболочке различных диаметров с ориентацией (1011) вдоль оси получали литьем из жидкой фазы по методу Улитовского. Впервые обнаружены аномалии на температурных зависимостях термоэдс α(Т) в виде тройной смены знака α (при сильном легировании нитей Bi акцепторной примесью Sn), вызванные ЭТП. Концентрационное и энергетическое положение Σ-зоны при сильном легировании висмута Sn оценивалось с помощью осцилляций Шубникова–де Гааза, которые были видны как от L-электронов, так и от T-дырок в магнитных полях до 14 Тл. Показано, что электронные топологические переходы Лифшица при упругой деформации слаболегированных нитей Bi р-типа сопровождаются аномалиями на деформационных зависимостях термоэдс при низких температурах. Эффект интерпретируется с точки зрения возникновения селективного канала рассеяния L- носителей в T-зону с большой плотностью состояний, что хорошо согласуется с существующими теоретическими моделями ЭТП.

PACS: 71.30.+h Переходы металл–изолятор и другие электронные переходы;
PACS: 72.20.My Гальваномагнитные и другие магнитотранспортные эффекты;
PACS: 72.20.Pa Термоэлектрические и термомагнитные эффекты.

Ключевые слова: электронные топологические переходы, термоэдс, осцилляции ШдГ, нити легированного Bi, упругая деформация.

Oпубликована онлайн: 26 декабря 2016 г.