三维厚 Dirac 半金属 Cd3As2 薄膜的分子束外延生长

拓扑 Dirac 半金属量子输运研究的快速进展，包括在二维 (2D) Cd$_{\mathrm{3}}$As$_{\mathrm{2}}$ 样品中观测到量子霍尔效应，揭示了高质量三维 (3D) 样品中更有趣的量子输运性质。然而，具有低载流子密度和高电子迁移率的此类 3D Cd$_{\mathrm{3}}$As$_{\mathrm{2}}$ 薄膜很难获得。本文报道了采用分子束外延生长并表征 3D 厚 Cd$_{\mathrm{3}}$As$_{\mathrm{2}}$ 薄膜。在报道的薄膜样品中，于低载流子密度 ($\textit{n} = 5$ $\times$ 10$^{16}$ cm$^{-3}$) 下实现了最高电子迁移率 ($\mu$ = 3 $\times$ 10$^{4}$ cm$^{2}$/Vs)。在磁输运测量中，尽管是 3D 厚薄膜 ($\textit{t} = 120$ nm)，仍普遍观察到类霍尔平台结构。另一方面，该类平台结构及相应 Shubunikov-de Haas 振荡的磁场角度依赖表现出 3D 特征，表明出现了非常规磁轨道，也有别于半经典 Weyl 轨道方程所描述的情形。