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J-GLOBAL ID：201602217352687509   整理番号：16A0022523

CrドープBi₂Se₃二重層トポロジカル絶縁体の表面状態における磁性誘起有質量Diracスペクトル及びトポロジカル欠陥

Magnetism-induced massive Dirac spectra and topological defects in the surface state of Cr-doped Bi₂Se₃-bilayer topological insulators

著者 (9件)： CHEN C-C (California Inst. of Technol., CA, USA) ,  TEAGUE M L (California Inst. of Technol., CA, USA) ,  HE L (Univ. California, CA, USA) ,  KOU X (Univ. California, CA, USA) ,  LANG M (Univ. California, CA, USA) ,  FAN W (California Inst. of Technol., CA, USA) ,  WOODWARD N (California Inst. of Technol., CA, USA) ,  WANG K-L (Univ. California, CA, USA) ,  YEH N-C (California Inst. of Technol., CA, USA)
資料名： New Journal of Physics (Web)  (New Journal of Physics (Web))
巻： 17  号： Nov  ページ： 113042 (WEB ONLY)  発行年： 2015年11月 
JST資料番号： U7017A  ISSN： 1367-2630  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： CrドープBi₂Se₃層表面上の非ドープBi₂Se₃薄膜から成る二層構造の走査トンネル分光研究による,トポロジカル絶縁体の表面Diracスペクトルに対する近接誘起磁気効果を研究した。3つの五重層と等しい又は少ないBi₂Se₃層の厚さに対し,空間的に不均一な表面スペクトルギャップΔは,特性温度T_C^2D以下で開く。そしてそれは,異常Hall抵抗から決定したバルクCurie温度T_C^3Dよりもはるかに高い。ギャップΔの平均値及び空間的均一性は,c軸磁場(H)の増加及びCrドーピングレベルの増加(x)に伴い一般的に増加し,この表面ギャップの物理的起源が近接誘起c軸強磁性に関連していることを示している。他方,Δの温度(T)依存性は,非単調的であり,T_C^2D以下で初期増加を示す。そしてそれは,’一時的な下落’に続き,そして再び増加し,T<<T_C^3Dで最大に達する。これらの現象は,異なる温度依存性を持つ2種類の寄与により誘起した近接磁性に起因している可能性がある:低Tにおいて支配するバルク磁性からの三次元的寄与,そしてT_C^3D<<T<T_C^2Dで支配する,表面Diracフェルミオンにより媒介したRKKY相互作用に関連した二次元的寄与。観測した近接磁性に加えて,空間的に局在した鋭い共鳴スペクトルを,ギャップ及びギャップレス領域の境界に沿って発見した。これらのスペクトル共鳴は,H=0で長寿命で,それらの発生はT_C^2D近傍で最も顕著であり,そして強c軸磁場下で抑制されるようになる。著者らは,この現象の原因を二層系の界面近傍に分布した孤立したCr不純物である磁性不純物をによる,表面Diracフェルミオンのスピンテクスチャにおける磁性不純物誘起トポロジカル欠陥と考えた。これらのトポロジカルに保護した二準位状態の長期安定性は,量子情報技術の潜在的な応用を見出す可能性がある。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *表面構造 ,  *近接効果 ,  走査型トンネル顕微鏡 ,  スペクトロスコピー ,  磁性不純物 ,  *エネルギーギャップ ,  温度依存性 ,  RKKY相互作用 ,  スピン配位 ,  強磁性 ,  フェルミオン ,  セレン化物 ,  ビスマス化合物 ,  ドーピング ,  クロム ,  MBE成長 ,  *トポロジカル絶縁体
準シソーラス用語： トポロジカル表面状態 ,  走査トンネル分光法 ,  Diracフェルミオン ,  トポロジカル欠陥 ,  セレン化ビスマス

分類 (2件)： 表面の電子構造  (BM02080J) ,  その他の無機化合物の電気伝導  (BM03044O)

タイトルに関連する用語 (9件)： Cr ,  ドープ ,  二重層 ,  トポロジカル絶縁体 ,  磁性 ,  誘起 ,  質量 ,  スペクトル ,  トポロジカル欠陥