불순물 조절된 Bi₂Te₃ 단결정의 전기수송 특성: 표면 디락 전자의 지문 (Transport Properties of Defect-controlled Bi₂Te₃ Single Crystals: Fingerprint of Surface Dirac Electrons)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 3호 / 285 ~ 288페이지
· 저자명 : 한지웅, 김헌정, 미노루 사사키

초록

3차원 위상 절연체 Bi_2Te_3의 표면 디락 상태를 전기 전도 특성의측정을 통하여 연구하였다. 이 측정을 통하여 표면 상태의 특성이표면에서의 디락 전자들의 국소화를 통하여 반영될 수 있음을밝혀내었다. z방향으로의 국소화에 의한 양자화로 인하여 자기장 선형의주기성을 갖는 자기저항 (magnetoresistance)의 주기적인 변화가 생긴다.
표면 상태의 z방향 파동함수의 퍼짐에 관계된 길이를 자기저항의주기적인 변화 데이타와 불순물 효과를 고려한 단일 디락 이론의 비교를통하여 얻어냈다. 또한 이 이론은 낮은 자기장 영역의 자기저항과 홀저항을 통합적으로 설명할 수 있었다.

영어초록

We show that in the three-dimensional (3D) topological insulator Bi_2Te_3, the nature of the surface is revealed as a quantization of the motion in Dirac fermions due to their confinement at the surface. The consequence of this z-quantization is an oscillation in the magnetoresistance (MR) with a periodicity proportional to the magnetic field. We demonstrate that based on complete single Dirac theory at the surface, where disorder is properly taken into account, the thickness of the surface state or the fundamental length scale of a topologically nontrivial state can be extracted from the oscillating part of the MR data. The same theoretical framework also explains both the nonoscillating part of the MR and the Hall resistance at the low field region, showing that the topological contribution is important.

참고자료

· 없음