混合拓扑绝缘体BiSbTe$_3$的晶体生长与物理性质表征

Dinesh Kumar; Kapil Kumar; N. K. Karn; Ganesh Gurjar; V. P. S. Awana; Sudesh

混合拓扑绝缘体BiSbTe$_3$的晶体生长与物理性质表征

材料科学 2025-06-02 v1 强关联电子

作者: Dinesh Kumar , Kapil Kumar , N. K. Karn , Ganesh Gurjar , V. P. S. Awana , Sudesh

摘要

本文报道了单晶混合拓扑绝缘体(TI)BiSbTe $_3$ 的合成及其详细的结构和磁输运性质。BiSbTe $_3$ 单晶样品通过熔体生长工艺制备,并通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线分析(EDAX)和Raman光谱进行表征。单晶XRD峰表明生长方向沿c轴。Raman光谱阐明了该混合拓扑绝缘体的特征峰。Raman峰的展宽表明Te-Bi-Te和Te-Sb-Te键的形成及其相关振动模式。对该单晶进行了低至2 K和高达14 Tesla横向磁场的磁输运测量。剩余电阻比(R200 K/R0 K)为3.64,证实了所合成晶体的金属性质。混合TI的相对电阻高于纯TI(即Bi $_2$ Te $_3$ 或Sb $_2$ Te $_3$ )。BiSbTe $_3$ 较低的Debye温度(82.64 K)意味着与纯TI相比,在极低温度下存在有效的电声子相互作用,这解释了所观察到的混合TI磁阻(MR)的抑制。在2 K时,观察到BiSbTe $_3$ 的MR为150%,与纯TI(即Bi $_2$ Te $_3$ 或Sb $_2$ Te $_3$ )相比受到抑制。尽管MR%显著抑制,但其非饱和的线性行为表明所研究的混合TI的拓扑性质。对混合TI磁电导率的修正Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)方程分析表明,其电导率不仅包含表面态驱动的二维分量,还有来自体载流子和量子散射的贡献。

关键词

拓扑绝缘体 BiSbTe3 晶体生长磁输运磁阻 Hikami-Larkin-Nagaoka方程

引用

@article{arxiv.2505.24471,
  title  = {Crystal Growth & Physical Property Characterization of Mixed Topological Insulator BiSbTe$_3$},
  author = {Dinesh Kumar and Kapil Kumar and N. K. Karn and Ganesh Gurjar and V. P. S. Awana and Sudesh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24471},
  year   = {2025}
}

备注

18 Pages Text + Figs Accepted JMSE

混合拓扑绝缘体BiSbTe$_3$的晶体生长与物理性质表征

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关键词

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