表面氧化对薄 $WTe_2$ 片层磁阻的抑制

近期对层状过渡金属硫族化合物的重新关注，源于在单层和少层极限下预测并观察到的奇异电子相。实现这些电子相需要将理想的输运性质保持至单层，这极具挑战性。本文利用表现出巨大磁阻的半金属 $WTe_2$，表明表面氧化和费米能级钉扎显著降低了薄 $WTe_2$ 片层的输运性质。随着 $WTe_2$ 片层厚度的减小，我们观察到巨大磁阻被剧烈抑制。通过将双带模型拟合至输运数据可对此进行解释，结果显示薄片层中电子和空穴载流子的迁移率显著下降。这种迁移率下降的微观起源被归结为引入了无序的约 2 nm 厚非晶表面氧化层。该氧化层还使 $WTe_2$ 表面的费米能级移动了约 300 meV。然而，基于双带模型，电子和空穴载流子密度在低至约 13 nm 时仍保持平衡，因此由费米能级移动引起的能带弯曲并非抑制磁阻的主导原因。我们的研究凸显了研究层状硫族化合物及其他二维材料输运性质中常未被预料且有时不可避免的非本征表面效应的迫切需求。