Landau level spectroscopy of PbSnSe topological crystalline insulator
Kristupas Kazimieras Tikuišis, Jan Wyzula, Lukáš Ohnoutek, Petr Cejpek, Klára Uhlířová, Michael Hakl, Clément Faugeras, Karel Výborný, Akihiro Ishida, Martin Veis, Milan Orlita
备注:
11 pages, 7 figures, to be published in Phys. Rev. B
本文报道了一种拓扑晶体绝缘体Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Se的红外磁谱研究。我们已经检查了一组样品,所有的电子带的反转制度,与锡的成分从$x=0.2$到$0.33$变化。我们的分析表明,所观察到的响应,由一系列的带间朗道能级激发,可以解释和建模使用相对论性的三维大质量狄拉克电子的哈密顿量,扩展到包括对角二次项,施加带反转。在我们的数据中,我们没有发现任何明确的签名的无质量的电子状态,是目前的表面上的铅$_{1-x}$锡$_x$硒晶体在倒置制度。这种意想不到的结果的原因进行了讨论。
英文摘要:
We report on an infrared magneto-spectroscopy study of Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se, a topological crystalline insulator. We have examined a set of samples, all in the inverted regime of electronic bands, with the tin composition varying from $x=0.2$ to $0.33$. Our analysis shows that the observed response, composed of a series of interband inter-Landau level excitations, can be interpreted and modelled using the relativistic-like Hamiltonian for three-dimensional massive Dirac electrons, expanded to include diagonal quadratic terms that impose band inversion. In our data, we have not found any clear signature of massless electron states that are present on the surface of Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se crystals in the inverted regime. Reasons for this unexpected result are discussed.
Magnetoterahertz Response and Faraday Rotation from Massive Dirac Fermions in the Topological Crystalline Insulator Pb$_{0.5}$Sn$_{0.5}$Te
Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te已被证明是一个有趣的可调拓扑晶体绝缘体系统。本文对Pb $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ Te薄膜的磁太赫兹光谱进行了研究。在没有任何附加假设的情况下,提取了圆基中的复法拉第旋转角和光学电导率。我们的太赫兹响应的定量测量使我们能够表明,所研究的样品包含两种类型的散装船。一种是$p$型,起源于三维狄拉克带。另一个是$n$型,似乎来自更传统的3D波段。这两种类型的载体显示不同的回旋共振色散。通过模拟空穴载流子的回旋共振,可以确定费米能级和费米速度。此外,$p$型和$n$型载流子的散射率表现出相反的场依赖性,这可能是由于它们在磁场下不同的朗道能级展宽行为。我们的工作为分离Dirac和Weyl半金属中体态的实拓扑特征提供了一种新的方法。
Hypernetted-chain study of broken rotational symmetry states for the $\bmν$ = 1/3 fractional quantum Hall effect and other fractionally filled Landau levels
Landau Quantization and Quasiparticle Interference in the Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2
凝聚态物质系统提供了一个丰富的设置,实现狄拉克和马约拉纳费米子激发和可能性,操纵它们在材料中的潜在应用。最近,有人提出,外尔费米子,这是手性,无质量的粒子,可以出现在某些块体材料或拓扑绝缘体多层膜,并可以产生不寻常的输运性质,如电荷泵驱动的手性异常。一对外尔费米子受到晶体对称性的保护,有效地形成了一个无质量的狄拉克费米子,已经被预测在一些被称为三维(3D)狄拉克半金属的候选材料中出现低能激发。在这里,我们报告扫描隧道显微镜(STM)测量在亚开尔文温度和高磁场上的一个有前途的主机材料,II-V族半导体Cd 3 As 2。我们的研究提供了第一个原子尺度的探测Cd 3As 2,表明缺陷主要影响的价带,与超高迁移率载流子在导带中的观察一致。通过结合朗道能级谱和准粒子干涉(QPI),我们区分了一个大的自旋分裂的导带在磁场和其扩展的Dirac-like色散高于预期的制度。与我们的实验结果相一致的模型能带结构表明,对于一个特定的取向的所施加的磁场,外尔费米子的低能量激发在Cd 3 As 2。
Microwave spectroscopic observation of distinct electron solid phases in wide quantum wells
在强磁场($B$)中,二维电子系统(2DES)可以形成许多相,其中电子间排斥起着中心作用,因为朗道量子化冻结了动能。这些相包括众所周知的分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,HHE)的液体,以及具有破缺的空间对称性和晶体有序性的固相。固体可以发生在低朗道填充($ν$)终止的STUHE系列,但也在整数量子霍尔效应(IQHE)。在这里,我们提出了宽量子阱(WQWs)的微波光谱研究。光谱清楚地揭示了两个不同的固相,隐藏在直流传输中的整数量子霍尔效应状态的零对角电导率。用普通(准)电子或空穴的维格纳固体(WS)的简单图像来解释这些固体是不可能的。
Probing chiral symmetry with a topological domain wall sensor
University of Zurich(苏黎世大学);Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学);Institute of Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理研究所);International Research Centre MagTop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理研究所马格托普国际研究中心);Physikalisches Institut, Experimentelle Physik II, Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学物理系实验物理II)