一种表征三维拓扑绝缘体体电导和表面电导的新方法：反比电阻测量
介观与纳米尺度物理
2018-04-11 v2
摘要
我们介绍一种新的电阻测量方法，该方法可用于表征同时具有表面和体导电的材料，例如三维拓扑绝缘体。这种新电阻测量配置的输运几何结构包含一个电流引线作为闭合回路，完全包围表面上的另一个电流引线，以及两个均置于回路外的电压引线。我们证明，在输运由材料表面电导主导的极限下，从这种输运几何结构测得的四端电阻正比于 ，其中 和 分别是材料的体电导和表面电导。我们将这种新型测量称为\textit{反比电阻测量}，因为电阻与体电阻率成反比。我们通过对不同几何结构进行数值计算，讨论了这种新方法的可能实现方式，并介绍了提取体电导和表面电导的策略。我们还使用单面和同轴对齐双面 Corbino 盘输运几何结构，在拓扑近藤绝缘体 SmB 上演示了反比电阻测量。利用这种新方法，我们能够测量体电导，即使在低温下，该材料中体导电远小于表面导电时也是如此。
引用
@article{arxiv.1708.05762,
title = {A New Method for Characterizing Bulk and Surface Conductivities of Three-Dimensional Topological Insulators: Inverted Resistance Measurements},
author = {Y. S. Eo and K. Sun and Ç. Kurdak and D. -J. Kim and Z. Fisk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05762},
year = {2018}
}