ПОВЕРХНОСТНАЯ ПРИРОДА КВАЗИДВУМЕРНЫХ ОСЦИЛЛЯЦИЙ ШУБНИКОВА - де ГААЗА В Bi₂ Te₂ Se
Капустин А.А., Столяров В.С., Божко С.И., Борисенко Д.Н., Колесников Н.Н.

Поступила в редакцию: 2 Февраля 2015

DOI: 10.7868/S0044451015080167

DJVU (342K)

PDF (579.8K)

Для обнаружения поверхностных состояний были проведены магнитотранспортные измерения при температурах жидкого гелия для серии образцов топологического изолятора Bi₂ Te₂ Se в диапазоне толщин от 30 до 200 мкм. На всех образцах наблюдались осцилляции Шубникова - де Гааза (ШдГ) и сублинейная зависимость холловского сопротивления от магнитного поля. Было обнаружено, что период ШдГ-осцилляций по обратному магнитному полю одинаков для всех образцов с точностью до 15 %. Положение ШдГ-осцилляций определяется компонентой магнитного поля, перпендикулярной поверхности. Показано, что полученные результаты хорошо описываются в рамках модели проводимости, оперирующей трехмерной и двумерной группами электронов. Установлено, что двумерные электроны характеризуются величиной удельной проводимости, относительно слабо меняющейся от образца к образцу, а также не имеющей систематической зависимости от толщины. Такое поведение может быть связано только с их поверхностной локализацией. Сравнение результатов магнитотранспортных измерений с результатами сканирующей туннельной спектроскопии на атомно-гладкой поверхности кристаллов Bi₂ Te₂ Se в сверхвысоком вакууме показало, что поверхностные носители в результате загиба зон отделены от объемных слоем обеднения толщиной около 100 нм. Благодаря этому эффекту, вклад поверхностных электронов в проводимость образцов с толщинами менее 200 нм должен быть определяющим.