块状 Bi2Se3 拓扑绝缘体的电学、热学与光谱学表征
强关联电子
2018-03-14 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们报告了块状 Bi2Se3 拓扑绝缘体的电学（角磁阻和霍尔效应）、热学（热容）和光谱学（拉曼、X 射线光电子、角分辨光电子）表征，该绝缘体是通过高温（950C）熔体中组成元素的自熔剂法经固态反应生长并以 2C/hour 缓慢冷却而成的。Bi2Se3 在低至 5K 时表现出金属行为。磁输运测量显示，在 5K 和 14 特斯拉磁场下，分别在垂直和平行磁场方向上表现出高达 400% 和 30% 的线性磁阻（MR）。我们注意到 Bi2Se3 的磁阻（MR）对施加磁场的角度非常敏感。当磁场垂直于样品表面时 MR 最大，而当磁场平行时 MR 最小。霍尔系数（RH）在低至 5K 时几乎保持不变且载流子符号为负，尽管在 100K 以上有近周期性振荡。热容与温度的关系图在低至 5K 时未见任何相变，并且在低温下拟合良好（Cp = gammaT + betaT3），计算出的德拜温度（ThetaD）值为 105.5K。在 72、131 和 177 cm-1 处观察到清晰的拉曼峰，分别对应于 A1g1、Eg2 和 A1g2。尽管对于 Bi 4f7/2 和 Bi 4f5/2 观察到两个明显的不对称特征峰形，但发现 Se 3d 区域较宽，显示出其自旋-轨道分量的重叠。Bi2Se3 的角分辨光电子能谱（ARPES）数据清晰地显示了体导带（BCB）、表面态（SS）、狄拉克点（DP）和体价带（BVB），并且清晰地看到了 3D 体导电特征。总之，本文报告了所生长 Bi2Se3 晶体的一系列物理性质。
引用
@article{arxiv.1703.05492,
title = {Electrical, Thermal and Spectroscopic Characterization of Bulk Bi2Se3 Topological Insulator},
author = {Rabia Sultana and Geet Awana and Banabir Pal and P. K. Maheshwari and Monu Mishra and Govind Gupta and Anurag Gupta and S. Thirupathaiah and V. P. S. Awana},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05492},
year = {2018}
}
备注
6 Pages Text + Figs; Comments Suggestions welcome