拓扑绝缘体的负微分电阻与特征非线性电磁响应
介观与纳米尺度物理
2016-07-19 v4 材料科学
量子物理
摘要
具有负微分电阻的材料在涉及微波生成的技术中有重要应用，范围从运动传感到射电天文。尽管它们有用，但产生具有此类性质的材料（例如 Gunn 二极管中使用的 GaAs）的物理机制很少。在这项工作中，我们展示了负微分电阻也普遍出现在狄拉克环系统中，其实验例证已在拓扑绝缘体的表面态中观察到。这种负微分电阻的新颖实现基于与 Gunn 效应完全不同的物理机制，依赖于响应曲线的特征非单调性，该非单调性在非零温度、化学势、质量隙和杂质散射存在下依然稳健。因此，它为工程应用开辟了新可能，例如备受青睐的用于太赫兹信号生成的上变频器件。我们的结果可以用 Bi2Se3 拓扑绝缘体薄膜验证，并且预计即使在缺乏严格线性狄拉克色散的情况下也定性成立，正如在更通用的 Bi2Se3 样品和其他具有拓扑非平凡费米海区域的材料中那样。
引用
@article{arxiv.1503.01097,
title = {Negative differential resistance and characteristic nonlinear electromagnetic response of a Topological Insulator},
author = {Ching Hua Lee and Xiao Zhang and Bochen Guan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.01097},
year = {2016}
}
备注
19 pages, 6 figures