利用 Corbino 结构对六硼化钐表面态的磁输运测量

近期关于 SmB$_6$ 中存在拓扑保护表面态的猜想以及低于 4 K 时稳健表面导电性的验证，引发了理解其表面态的巨大努力。传统的霍尔输运测量允许电流在拓扑绝缘体的所有表面上流动，因此此类测量会受到具有不同输运特性的多个表面贡献的影响。相反，我们使用 Corbino 几何结构研究 SmB$_6$ 的磁输运，该结构可以直接测量单个独立表面的电导率。(011) 和 (001) 晶体表面在所有测量的磁场角度下均显示出强烈的负磁阻。(011) 表面的载流子迁移率为 $122\text{ cm}^2/\text{V}\cdot\text{sec}$，载流子密度为 $2.5\times10^{13} \text{ cm}^{-2}$，这些数值显著小于霍尔输运研究所示的值。该迁移率值可以解释迄今为止未能观察到 Shubnikov-de Haas 振荡的原因。对 (011) 表面电导率角度依赖性的分析表明，载流子密度的场致增强与来自原生氧化层磁矩的 Kondo 散射抑制相结合，可能是负磁阻的起源。我们的结果还揭示了一种滞回行为，其幅度取决于磁场扫描速率和温度。尽管当磁场扫描较慢时该特征变小，但在我们最慢的扫描速率测量（远慢于典型的磁输运轨迹）期间，它并未消失或饱和。这些观察结果无法用量子干涉修正（如弱反局域化）来解释，但更可能是由于外在磁效应（如磁热效应或玻璃态有序）所致。