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无序三维拓扑绝缘体中自旋螺旋狄拉克费米子的增强输运长度

介观与纳米尺度物理 2024-06-12 v2

摘要

通过量子输运和跨导测量,实验测定了 Bi2_2Se3_3 纳米带中体态和表面态的输运长度 ltrl_\textrm{tr} 和平均自由程 lel_\textrm{e}。我们表明,自旋螺旋狄拉克费米子的各向异性散射导致 ltrl_\textrm{tr} 的显著增强,这证实了理论预测 \cite{Culcer2010}。尽管存在强无序(le30l_\textrm{e}\approx30~nm),我们的结果进一步表明散射势具有长程性质,给出了大比率 ltr/le8l_\textrm{tr}/l_\textrm{e}\approx8,这可能受限于有限的体态/表面态耦合。这表明,在体态掺杂降低的无序三维拓扑绝缘体纳米结构中,即使由于电荷补偿,自旋翻转长度也可能达到微米尺度。

关键词

引用

@article{arxiv.1512.04439,
  title  = {Enhanced transport length of spin-helical Dirac fermions in disordered 3D topological insulators},
  author = {J. Dufouleur and L. Veyrat and B. Dassonneville and C. Nowka and S. Hampel and P. Leksin and B. Eichler and O. G. Schmidt and B. Büchner and R. Giraud},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04439},
  year   = {2024}
}