绝缘衬底上应变α-Sn的三维拓扑半金属相
材料科学
2024-06-17 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
α-Sn是一种元素拓扑材料，其拓扑相可通过应变和磁场进行调控。这种可调性为拓扑电子学提供了巨大潜力。然而，常用于稳定α-Sn同素异形体的InSb衬底存在并联导电问题，限制了输运研究和潜在应用。本文报道了在绝缘的CdTe/GaAs(001)混合衬底上通过MBE成功生长高质量α-Sn层，其体电子迁移率接近20000 cmVs。利用独立的互补技术对样品的电子性质进行了系统研究，从而对应变和磁场分别诱导的三维Dirac（DSM）和Weyl（WSM）半金属相进行了充分表征。磁光实验结合能带结构建模，对DSM相中的体态给出了详尽描述。在角分辨光电子能谱中直接观测到建模的电子结构，揭示了费米能级附近的线性色散能带。首次对负纵向磁电阻的详细研究将该效应与手性异常联系起来，进而与WSM的存在相关。在Shubnikov-de Haas振荡中观测到的π Berry相与所研究样品的拓扑非平庸性质一致。我们的发现确立了α-Sn作为一种极具吸引力的拓扑材料，可用于探索相对论物理和未来应用。
引用
@article{arxiv.2309.03951,
title = {3D Topological Semimetal Phases of Strained $\alpha$-Sn on Insulating Substrate},
author = {Jakub Polaczyński and Gauthier Krizman and Alexandr Kazakov and Bartłomiej Turowski and Joaquín Bermejo Ortiz and Rafał Rudniewski and Tomasz Wojciechowski and Piotr Dłużewski and Marta Aleszkiewicz and Wojciech Zaleszczyk and Bogusława Kurowska and Zahir Muhammad and Marcin Rosmus and Natalia Olszowska and Louis-Anne De Vaulchier and Yves Guldner and Tomasz Wojtowicz and Valentine V. Volobuev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03951},
year = {2024}
}
备注
Accepted version; Main text: 37 pages, 7 figures; Supplementary Materials: 29 pages, 13 figures