来自能斯特效应与热电势实验的 Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se 中存在大质量体态狄拉克费米子的证据
强关联电子
2013-11-04 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
铅硫族化合物 (Pb,Sn)Te 和 (Pb,Sn)Se 是首批被预测\cite{Fu,Hsieh}（并得到证实\cite{Hasan,Story,Takahashi}）为拓扑晶体绝缘体 (TCI) 的材料，其表现出受镜面对称性保护的拓扑表面狄拉克态 (SDS)。一个初始前提\cite{Hsieh}认为，SDS 源于可描述为大质量狄拉克态\cite{Wallis,Svane}的体态，但这一假设尚未得到检验。在此，我们展示了体态的热电响应呈现出狄拉克能谱特有的特征。我们表明，在量子极限下，最低朗道能级 (LL) 是单重自旋简并的，而较高能级则是双重简并的。自旋简并度的突变导致热电势 出现大幅阶跃式下降。在最低 LL 中， 随磁场呈现显著的线性增加。此外，当体态能隙在 180 K 发生反转时，能斯特信号经历了一次反常的符号变化。
引用
@article{arxiv.1307.4022,
title = {Evidence for massive bulk Dirac Fermions in Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se from Nernst and thermopower experiments},
author = {Tian Liang and Quinn Gibson and Jun Xiong and Max Hirschberger and Sunanda P. Koduvayur and R. J. Cava and N. P. Ong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4022},
year = {2013}
}
备注
16 pages, 8 figures