Topological features of quantum transport in Bi1–xSbx (0 ≤ x ≤ 0.2) bicrystals

Анотація

Досліджено високоякісні бікристали Bi_1–xSb_x (0 ≤ x ≤ 0.2) з наноширинними межами розділу кристалітів (CIs), які виявляють одночасно надпровідність (T_c ≤ 21 K) та слабкий феромагнетизм. Спостерігається ряд незвичайних особливостей квантового транспорту, обумовлених топологічними змінами поверхні Фермі шарів CIs, а також проявом деяких 3D топологічних фаз матерії. Виявлено, що потік ферміонів Дірака чутливий до орієнтації поля, а процес локалізації відбувається лише в площині B‖CIs. При цьому залежності індексу рівня Ландау n від положення піка B_n⁻¹  на похилих межах екстраполюються до –0,5, якщо 1/B_n → 0, як і очікувалося для безмасових ферміонів Дірака, тоді як у кристалітах і деяких скручуваних CIs з підвищеним ступенем недосконалості електронні стани належать до типу Шредінгера, оскільки n приймає цілі значення. При концентраціях x ~ 0,04 високопольові термомагнітні явища шарів CI виявляють поведінку тривимірних топологічних напівметалів, тоді як у бікристалах з 0.07 ≤ x ≤ 0.2 вони виявляють типові риси тривимірних топологічних ізоляторів.