拓扑半导体 ZrTe$_5$ 中能带结构驱动的热电响应
材料科学
2023-03-22 v1
摘要
我们报道了近期被确认的拓扑半导体 ZrTe 的输运、热力学和光谱研究，重点阐明其能带结构与异常热电性质之间的联系。利用时间和角分辨光电子能谱（tr-ARPES），我们观察到小的电子带隙和随温度变化的费米能级，其随温度降低从单一价带穿越到导带，与先前报道一致。该低温费米面与量子振荡导出的费米面密切吻合，表明其反映了体电子结构。Seebeck 和低场 Nernst 响应的特征在于异常大且非单调的温度演化。我们发现这可以用基于观测能带特征和费米能级线性温度移动的半经典模型定量解释。此外，我们观察到两种热电系数在磁场中的大且非饱和的增强。我们表明这可由与 25.8 的大有效 因子相关的 Zeeman 能量刻画，该因子与量子振荡的 Lifshitz-Kosevich 分析导出的值一致。这些观察共同提供了 ZrTe 作为模型高迁移率半导体和显著磁场驱动热电性的潜在平台的全面图像。
引用
@article{arxiv.2205.10394,
title = {Band Structure Driven Thermoelectric Response of Topological Semiconductor ZrTe$_5$},
author = {Junbo Zhu and Changmin Lee and Fahad Mahmood and Takehito Suzuki and Shiang Fang and Nuh Gedik and Joseph G. Checkelsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10394},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 4 figures