狄拉克半金属 Cd3As2 薄膜中观测到的量子霍尔态
材料科学
2017-12-29 v1 强关联电子
摘要
众所周知的半导体 Cd3As2 因其作为拓扑狄拉克半金属的独特电子结构与量子输运现象而重新受到关注。为阐明并调控其拓扑量子态，高质量 Cd3As2 薄膜一直备受期待。在此我们报道一种精细生长技术的开发，可获得结晶度高、迁移率高且厚度可控的 Cd3As2 薄膜，并观测到依赖于膜厚的量子霍尔效应。随着膜厚减小至 10 nm，量子霍尔态呈现出诸如自旋简并度改变等变化，反映出具有大费米速度的狄拉克色散。依赖于受限厚度的量子输运揭示了包括子带分裂与能隙打开在内的电子结构细节，暗示存在二维拓扑绝缘相。我们在高质量 Cd3As2 薄膜中对量子霍尔态的展示，为研究拓扑狄拉克半金属及其衍生相中的量子输运与器件应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1712.09490,
title = {Quantum Hall states observed in thin films of Dirac semimetal Cd3As2},
author = {Masaki Uchida and Yusuke Nakazawa and Shinichi Nishihaya and Kazuto Akiba and Markus Kriener and Yusuke Kozuka and Atsushi Miyake and Yasujiro Taguchi and Masashi Tokunaga and Naoto Nagaosa and Yoshinori Tokura and Masashi Kawasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.09490},
year = {2017}
}
备注
24 pages, 4 figures + supplementary 13 pages, 13 figures