Crossover between weak antilocalization and weak localization of bulk states in ultrathin Bi₂Se₃ films.
Crossover between weak antilocalization and weak localization of bulk states in ultrathin Bi₂Se₃ films.
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超薄 Bi2Se3 薄膜中体态弱反局域化与弱局域化的交叉
DOI：
10.1038/srep05817
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发表时间：
2014-07-24
影响因子：
4.6
通讯作者：
Wang J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang H;Liu H;Chang CZ;Zuo H;Zhao Y;Sun Y;Xia Z;He K;Ma X;Xie XC;Xue QK;Wang J
我们报道了对通过分子束外延技术生长的5纳米厚的Bi₂Se₃拓扑绝缘体薄膜的输运研究。角分辨光电子能谱数据表明，该体系的费米能级位于狄拉克点上方的体导带中，这表明体态对输运结果有重要贡献。特别是，在高达50特斯拉的平行磁场测量中，观察到了体态从弱反局域化到弱局域化的转变。所测量的磁阻相对于平行磁场B//和电流I的方向呈现出有趣的各向异性，这表明Bi₂Se₃薄膜中存在本征自旋 - 轨道耦合。我们的工作直接展示了体态中量子干涉效应从弱反局域化到弱局域化的转变。它为更好地理解现有的三维拓扑绝缘体以及纳米级拓扑绝缘体器件的潜在应用迈出了重要的一步。
We report transport studies on the 5 nm thick Bi₂Se₃ topological insulator films which are grown via molecular beam epitaxy technique. The angle-resolved photoemission spectroscopy data show that the Fermi level of the system lies in the bulk conduction band above the Dirac point, suggesting important contribution of bulk states to the transport results. In particular, the crossover from weak antilocalization to weak localization in the bulk states is observed in the parallel magnetic field measurements up to 50 Tesla. The measured magneto-resistance exhibits interesting anisotropy with respect to the orientation of parallel magnetic field B// and the current I, signifying intrinsic spin-orbit coupling in the Bi₂Se₃ films. Our work directly shows the crossover of quantum interference effect in the bulk states from weak antilocalization to weak localization. It presents an important step toward a better understanding of the existing three-dimensional topological insulators and the potential applications of nano-scale topological insulator devices.
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影响因子：
4
作者：
He, Hongtao;Li, Baikui;Wang, Jiannong
通讯作者：
Wang, Jiannong
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