利用量子电容探测三维拓扑绝缘体中的二维狄拉克表面态与体态能隙
介观与纳米尺度物理
2020-12-30 v3
摘要
BiSbTeSe 是一种具有狄拉克型表面态且体态载流子密度较低的三维拓扑绝缘体（3D-TI），因为施主与受主相互补偿。该材料中低温表面输运占主导，这由 Shubnikov-de Haas 振荡和量子霍尔效应所预示。在此，我们通过有无量子化磁场下的电容实验，对 BiSbTeSe 薄层中的电子态密度（DOS）进行实验探测与建模。通过探测最低朗道能级，我们表明通过场效应填入系统的电子中有很大一部分最终进入（局域化的）体态并表现为背景态密度。这种背景态密度出人意料的强温度依赖性可归因于库仑相互作用。我们的结果指出了在三维拓扑绝缘体中狄拉克表面态与体态多体相（库仑玻璃）的共存与紧密耦合。
引用
@article{arxiv.1912.02725,
title = {2D-Dirac surface states and bulk gap probed via quantum capacitance in a 3D topological insulator},
author = {Jimin Wang and Cosimo Gorini and Klaus Richter and Zhiwei Wang and Yoichi Ando and Dieter Weiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02725},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 4 figures, supporting information