氧化铟锡纳米线中的长电子退相位长度与无序诱导的自旋-轨道耦合

我们采用四探针配置法，测量了两根单根氧化铟锡(ITO)纳米线在0.25至40 K温度范围内的量子干涉磁阻。将磁阻与一维弱(反)局域化理论进行比较，以提取电子退相位长度$L_\phi$。我们发现，在一根直径为60 nm、电阻率较低($\rho$(10 K) = 185 $\mu \Omega$ cm)的纳米线中，$L_\phi$很长，从40 K时的150 nm增加到0.25 K时的520 nm。因此，该纳米线在高达几十开尔文的温度下表现出严格的一维弱局域化效应。在第二根直径为72 nm、电阻率较高($\rho$(10 K) = 1030 $\mu \Omega$ cm)的纳米线中，退相位长度被抑制到$L_\phi$(0.26 K) = 200 nm，因此有效器件维度从一维到三维的交叉发生在约12 K。特别地，在后一个样品中，无序诱导的自旋-轨道耦合明显，在低于$\sim$ 4 K的温度下表现为弱反局域化效应。这些观察结果表明，通过控制不同水平的原子缺陷和杂质，可以在ITO纳米线中实现多种量子干涉效应。