Аннотация:
В слоистых пленках твердых растворов $n$-(Bi, Sb, In)$_2$(Te, Se)$_3$, которые являются топологическими 3D-изоляторами, проведен анализ квантовых осцилляций и температурных зависимостей магнетосопротивления в магнитных полях до 14 T. В рамках теории Лифшица–Косевича рассчитаны параметры поверхностных состояний фермионов Дирака и установлено, что исследованные пленки характеризуются двумя частотами циклотронного резонанса. Поверхностная концентрация фермионов Дирака возрастает в пленках с высоким параметром термоэлектрической мощности при замещениях атомов в подрешетке Bi на In по сравнению с замещениями Sb $\to$ Bi. Рассчитаны номера уровней Ландау и фаза Берри. Показано, что с повышением частоты циклотронного резонанса в пленке $n$-Bi$_{1.92}$In$_{0.02}$Te$_{2.88}$Se$_{0.12}$ уровни Ландау наблюдаются в более высоких магнитных полях, чем в $n$-Bi$_{1.6}$Sb$_{0.4}$Te$_{2.91}$Se$_{0.09}$. В пленках $n$-Bi$_{1.6}$Sb$_{0.4}$Te$_{2.91}$Se$_{0.09}$ на температурных зависимостях удельного сопротивления в магнитном поле $B$ = 14 T наблюдаются плато в области низких температур, характерные для топологических изоляторов. При температурах ниже 15 K обнаружена нелинейная зависимость сопротивления от магнитного поля вследствие квантовых интерференционных эффектов, которые связаны со слабой антилокализацией фермионов Дирака.
Полный текст:
PDF файл (200 kB)