Квантовые осцилляции межслойной проводимости в многослойном топологическом изоляторе
Алисултанов З.З., Абдуллаев Г.О., Григорьев П.Д., Демиров Н.А.

Поступила в редакцию: 4 Июля 2022

DOI: 10.31857/S0044451023030124

PDF (533.4K)

Исследованы квантовые и разностные осцилляции межслоевой проводимости в многослойной системе из тонких пленок топологических изоляторов. Из-за линейности спектра носителей в такой системе возникают новые особенности квантовых осцилляций. В частности, частоты осцилляций де Гааза-ван Альфена и Шубникова-де Гааза зависят от химического потенциала квадратично, а не линейно, как в случае систем с параболическим спектром носителей. По этой же причине фактор температурного затухания осцилляций содержит химический потенциал. Это связано с неэквидистантностью уровней Ландау: чем выше химический потенциал, тем меньше расстояние между уровнями Ландау. Однако частоты биений, а также разностных медленных осцилляций не зависят от химического потенциала, и в этом смысле поведение этих cистем аналогично поведению обычных недираковских систем. Наконец, в борновском приближении (втором порядке крестовой диаграммной техники) мы рассмотрели общий случай, когда в межслойной проводимости учитываются как внутризонные, так и межзонные переходы. Мы показали, что вклад межзонных переходов не существен для осцилляций проводимости при отсутствии магнитных примесей. Однако при наличии в спектре точки Дирака от нулевого уровня Ландау возникает линейный по магнитному полю межзонный вклад в проводимость. Этот вклад при низких температурах экспоненциально мал по сравнению с внутризонным вкладом и исчезает при нулевой температуре.