Low Temperature Physics: 43, 430 (2017); https://doi.org/10.1063/1.4983330
Физика Низких Температур: Том 43, Выпуск 4 (Апрель 2017), c. 537-545    ( к оглавлению , назад )

Квантовая емкость трехмерного топологического изолятора на основе HgTe

Д.А. Козлов1,2, D. Bauer3, J. Ziegler3, R. Fischer3, М.Л. Савченко1,2, З.Д. Квон1,2, Н.Н. Михайлов1, С.А. Дворецкий1, D. Weiss3

1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова, г. Новосибирск, 630090, Россия
E-mail: kvon@isp.nsc.ru

2Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск, 630090, Россия

3Experimental and Applied Physics, University of Regensburg, Regensburg D-93040, Germany

Статья поступила в редакцию 23 декабря 2016 г.

Аннотация

Экспериментально изучена квантовая емкость, напрямую характеризующая плотность состояний высоко-подвижных дираковских двумерных состояний, образующихся на поверхности напряженной пленки HgTe. Показано, что наблюдаемые в магнитоемкости квантовые осцилляции, в отличие от осцилляций в магни-тотранспорте, где вклад дают все существующие типы носителей, соответствуют электронам на верхней поверхности пленки. Таким образом, емкостная спектроскопия является селективным методом для исследования свойств отдельной топологической поверхности даже в условиях большого количества объемных носителей. Благодаря этой особенности впервые получены данные о фазовом сдвиге осцилляций Шубникова–де Гааза, часто ассоциируемом с фазой Берри, для отдельного дираковского конуса, а также получена зависимость величины сдвига от положения уровня Ферми.

PACS: 73.25.+i Поверхностная проводимость и явления переноса;
PACS: 73.20.At Поверхностные состояния, зонная структура, электронная плотность состояний;
PACS: 73.43.–f Квантовые эффекты Холла.

Ключевые слова: трехмерный топологический изолятор, теллурид ртути, магнитотранспорт, квантовый эффект Холла.

Oпубликована онлайн: 24 февраля 2017 г.