揭示补偿型拓扑绝缘体中的电子-空穴坑
介观与纳米尺度物理
2016-06-29 v1
摘要
三维拓扑绝缘体具有具有奇异性质的金属表面态。在输运或光学中，这些性质通常被缺陷诱导的体载流子掩盖。施主和受主的补偿降低了载流子密度，但体电阻率仍然小得令人失望。我们表明，在BiSbTeSe中光学电导率的测量精确指出了低温下体中电子-空穴坑的存在，这对于理解直流体输运至关重要。这些坑源于施主和受主库仑势的大涨落，即使在完全补偿的情况下也是如此。令人惊讶的是，坑内出现的载流子数量随温度升高迅速下降，并在约40 K时几乎消失。蒙特卡洛模拟表明，由热激活载流子引起的高度非线性屏蔽效应在由相邻掺杂剂间库仑相互作用设定的温度尺度上破坏了坑，半定量地解释了实验观察。该机制在施主和受主不完全补偿时仍然有效。
引用
@article{arxiv.1508.03212,
title = {Revealing puddles of electrons and holes in compensated topological insulators},
author = {N. Borgwardt and J. Lux and I. Vergara and Zhiwei Wang and A. A. Taskin and Kouji Segawa and P. H. M. van Loosdrecht and Yoichi Ando and A. Rosch and M. Grüninger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.03212},
year = {2016}
}
备注
11 pages with 7 figures plus supplemental material (3 pages)