Квантовый размерный эффект и осцилляции Шубникова–де Гааза в поперечном магнитном поле в полупроводниковых нитях Bi<sub>0,92</sub>Sb<sub>0,08</sub>

Аннотация

УДК 537.9, 53.06, 53.043

 

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2021.57.6.79

 

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 DE возрастает в 4 раза с уменьшением диаметра нитей d за счет проявления квантового размерного эффекта. Значительное возрастание 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 температурных 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.

 

Ключевые слова: квантовый размерный эффект, топологический изолятор, поверхностные состояния, монокристаллические нанонити, квантовые осцилляции, поперечное магнетосопротивление.

PDF