考虑电子-电子相互作用修正的 Bi$_2$Se$_3$ 薄膜各向异性磁电导深入分析
强关联电子
2021-09-07 v2
摘要
对拓扑绝缘体（TI）进行面外与面内磁电导（MC）联合研究，常被用作探测拓扑表面态（TSSs）弱反局域化（WAL）响应的实验手段。然而，除上述 WAL 响应外，来自导电体态的弱局域化（WL）贡献亦已知会共存并影响整体 MC，而该问题迄今鲜受关注。本文通过系统分析 BiSe 薄膜中电导率对温度与磁场的依赖性，准确提取上述 WL 贡献。为精确分析，我们量化了电子-电子相互作用对实测 MC 的贡献，而该贡献在近期 WAL 研究中常被忽略。此外，我们表明具有有限穿透深度的 TSSs 所产生的 WAL 效应，在面外与面内磁场下可共同解释各向异性磁电导（AMC）；因此，所研究的 AMC 可作为一种有用技术来探测表征三维 TI 中 TSSs 的相位相干长度与穿透深度等参数。我们还证明，通过在非晶 SiO 衬底而非晶态 AlO(0001) 上生长薄膜以增加体无序，可增强薄膜顶、底表面态之间的退耦合。
引用
@article{arxiv.2106.07698,
title = {In-depth Analysis of Anisotropic Magnetoconductance in Bi$_2$Se$_3$ thin films with electron-electron interaction corrections},
author = {Satyaki Sasmal and Joynarayan Mukherjee and Dhavala Suri and Karthik V. Raman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07698},
year = {2021}
}