Квантовый размерный эффект и осцилляции Шубникова–де Гааза в поперечном магнитном поле в полупроводниковых нитях Bi0.92Sb0.08
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
414 1
Ultima descărcare din IBN:
2022-01-13 13:50
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
537.9+53.06+53.043 (3)
Electricitate. Magnetism. Electromagnetism (404)
SM ISO690:2012
НИКОЛАЕВА, Альбина, KONOPKO, Leonid, ХУБЕР, Тито, ПОПОВ, Иван, ПАРА, Георгий, БОТНАРЬ, Оксана. Квантовый размерный эффект и осцилляции Шубникова–де Гааза в поперечном магнитном поле в полупроводниковых нитях Bi0.92Sb0.08. In: Электронная обработка материалов, 2021, nr. 6(57), pp. 79-86. ISSN 0013-5739. DOI: https://doi.org/10.52577/eom.2021.57.6.79
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Электронная обработка материалов
Numărul 6(57) / 2021 / ISSN 0013-5739 /ISSNe 2345-1718

Квантовый размерный эффект и осцилляции Шубникова–де Гааза в поперечном магнитном поле в полупроводниковых нитях Bi0.92Sb0.08

DOI: https://doi.org/10.52577/eom.2021.57.6.79
CZU: 537.9+53.06+53.043

Pag. 79-86

Николаева Альбина1, Konopko Leonid1, Хубер Тито2, Попов Иван1, Пара Георгий1, Ботнарь Оксана1
 
1 Институт Электронной Инженерии и Нанотехнологий имени Д. Гицу,
2 Universitatea Harvard
 
Disponibil în IBN: 23 decembrie 2021


Rezumat

Исследованы транспортные свойства, магнетосопротивление и осцилляции Шубникова–де Гааза (ШдГ) монокристаллических нитей Bi0,92Sb0,08 с диаметрами от 180 нм до 2,2 мкм, полученных литьем из жидкой фазы в стеклянной оболочке с ориентацией (1011) вдоль оси нити. Впервые обнаружено, что энергетическая щель ΔE возрастает в 4 раза с уменьшением диаметра нитей d за счет проявления квантового размерного эффекта. Значительное возрас-тание энергетической щели может происходить в условиях линейного закона дисперсии энергии от импульса, характерного как для бесщелевого состояния, так и для поверхностных состояний топологического изолятора. Показано, что в сильном магнитном поле при низких температурах происходит переход полупроводник–полуметалл, проявляющийся в темпера-турных зависимостях сопротивления. Анализ осцилляций ШдГ–сдвиг фазы уровней Ландау, особенности угловых зависимостей периодов осцилляций указывают, что совокупность проявления свойств топологического изолятора и квантового размерного эффекта приводит к проявлению новых эффектов в размерно-ограниченных структурах, требующих иных научных подходов и применений в микроэлектронике.

The transport properties, magnetoresistance, and Shubnikov–de Haas (SdH) oscillations of glass-coated Bi0.92Sb0.08 single-crystal wires with diameters of 180 nm to 2.2 μm and the (1011) orientation along the wire axis, which are prepared by liquid phase casting, have been studied. For the first time, it has been found that the energy gap ΔE increases by a factor of 4 with a decrease in the wire diameter d owing to the manifestation of the quantum size effect. This significant increase in the energy gap can occur under conditions of an energy–momentum linear dispersion relation, which is characteristic of both the gapless state and the surface states of a topological insulator. It has been shown that, in a strong magnetic field at low temperatures, a semicon-ductor–semimetal transition occurs; it is evident in the temperature dependences of resistance in a magnetic field. An analysis of the SdH oscillations, namely, the phase shift of the Landau levels and the features of the angular dependences of the oscillation periods, suggests that the combination of the manifestation of the topological insulator properties and the quantum size effect leads to the occurrence of new effects in low-dimensional structures, which requires new scientific approaches and applications in microelectronics

Cuvinte-cheie
квантовый размерный эффект, топологический изолятор, поверхностные состояния, монокристаллические нанонити, квантовые осцилляции, поперечное магнетосопро-тивление,

quantum size effect, topological insulator, surface state, Single-crystal nanowires, quantum oscillations, transverse magnetoresistance