В Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН прошел традиционный конкурс научных работ. Специалисты Института представили доклады по двум направлениям «фундаментальные исследования» и «научно-прикладные исследования и технологические работы».
Доклад победительницы конкурса по «фундаментальному» направлению, ведущего научного сотрудника лаборатории неравновесных полупроводниковых систем ИФП СО РАН доктора физико-математических наук Натальи Петровны Степиной был посвящен установлению механизма аномального магнетосопротивления и нелинейного эффекта Холла в пленках трехмерного топологического изолятора (Bi, Sb)2(Te, Se)3.
«Трехмерный топологический изолятор — новое состояние квантовой материи, заключающееся в том, что объем материала — узкозонный полупроводник, а поверхность представляет собой уникальный металл, состояния которого описываются релятивистским уравнением Дирака и ведут себя, как безмассовые частицы. Из-за спин-орбитального взаимодействия и симметрии к обращению времени, импульс жестко связан со спином — такие состояния топологически защищены от рассеяния назад на немагнитных примесях и дефектах», — рассказала об особенностях исследуемого материала Наталья Степина.
Она пояснила, что при анализе поперечного магнетосопротивления и эффекта Холла в пленках топологического изолятора была обнаружена сильная, до 10% нелинейность коэффициента Холла в малых магнитных полях. Для объяснения явления ученые предложили модель совместного описания магнетосопротивления и эффекта Холла, включающую открытие щели в дираковском спектре поверхностных состояний в перпендикулярном магнитном поле за счет эффекта Зеемана, приводящего к перераспределению токовых потоков, уменьшению проводимости поверхностных состояний и ее вклада в эффект Холла.
Наталья Степина отметила, что в топологических изоляторах раньше такую нелинейность коэффициента Холла не наблюдали: «Чтобы ее увидеть, нужно сочетание нескольких факторов: проводящего объёма и такого изгиба зон на поверхности, чтобы точка Дирака оказалась близка к уровню Ферми».
Результаты работы ученых получены в рамках проекта Российского научного фонда и опубликованы в журнале Physical Review B.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии