三维拓扑绝缘体 BiSbTeSe$_{2}$ 中自旋极化表面电流的非局域电学探测

拓扑绝缘体中的自旋极化表面态提供了独特的输运特性，使其有别于平庸导体。本文中，我们使用带有铁磁 Co/Al$_2$O$_3$ 电极的非局域输运构型，通过电学手段探测了这些表面态在拓扑绝缘体 BiSbTeSe$_{2}$ 中的影响。我们表明，非局域测量能够探测沿着整个表面流动的表面电流，即从顶面沿侧面到底面，再沿相对的侧面回到顶面。温度升高会增加体态与表面态之间的相互作用，从而缩短沿表面的非局域电流路径，并因此导致非局域信号在约 20K 时完全消失。有趣的是，我们观察到在非局域构型中，自旋信号与背景信号的比值远大于局域构型中的比值。鉴于在非局域构型中观察到的比值与自旋极化表面态的预期非常吻合，我们的研究结果表明，一种尚未明确的机制在局域构型中削弱了自旋信号。