磁性掺杂拓扑绝缘体中弱局域化与弱反局域化之间的交叉
材料科学
2013-05-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑绝缘体（TI）是一类新型量子材料，其绝缘体体态被拓扑保护的金属边界所包围。三维TI的表面态具有自旋螺旋狄拉克结构，并且对时间反演不变的扰动具有鲁棒性。这一非凡性质尤其体现在非磁性杂质引起的背散射缺失以及狄拉克费米子的弱反局域化（WAL）上。通过磁性元素掺杂破坏时间反演对称性（TRS）被预言会产生各种奇异的拓扑磁电效应。在此，我们报告了对磁性掺杂TI Cr-Bi2Se3的输运研究。随着Cr浓度的增加，低温电导表现出从WAL到弱局域化（WL）的特征性交叉。在重掺杂区域，基态由WL主导，但随着温度升高，WAL重新出现，但可以通过强磁场将其驱动回WL。这些复杂现象可以通过一个统一图像来解释，该图像涉及由磁性杂质打开的能隙中贝里相的演化。这项工作展示了一种通过TRS破缺扰动来操控TI表面态拓扑输运性质的有效方法。
引用
@article{arxiv.1103.3353,
title = {Crossover between weak localization and weak antilocalization in magnetically doped topological insulator},
author = {Minhao Liu Jinsong Zhang and Cui-Zu Chang and Zuocheng Zhang and Xiao Feng and Kang Li and Ke He and Li-li Wang and Xi Chen and Xi Dai and Zhong Fang and Qi-Kun Xue and Xucun Ma and Yayu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.3353},
year = {2013}
}
备注
4 figures