Cyclotron resonance induced photocurrents and opto-electronic characterization of 2D and 3D topological insulators

回旋共振引起的光电流以及 2D 和 3D 拓扑绝缘体的光电表征

• 批准号: 238036631
• 负责人: Professor Dr. Sergey Ganichev
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2012-12-31 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/238036631?language=en
• 关键词: Cyclotron; resonance; induced; photocurrents; opto

Das langfristige Ziel des Projektes ist die Untersuchung des Terahertz/Mikrowellenstrahlung induzierten, nichtlinearen, hochfrequenten (HF) Elektronentransports in 2D und 3D topologischen Isolatoren (TI), welche neue Möglichkeiten für die Erforschung des topologischen Verhaltens von Dirac Fermionen (DF) eröffnet. Die anstehende Phase des Projektes soll einen Einblick in die Natur von mehreren Phänomenen, die im Rahmen der ersten Phase beobachtet wurden, geben. Dabei handelt es sich um zyklotronresonanzinduzierte Photoströme; nichtresonante Magnetophotogalvanik; Quanten-Magneto-Oszillationen des Photostromes, Photogalvanik und den Photon Drag Effekt in Oberflächenzuständen und Randkanälen der verschiedenen TI. Da es sich um ein neues Feld handelt, sollen diese Phänomene sowohl experimentell als auch theoretisch untersucht werden. Wir erwarten als Resultat grundlegende Informationen über den Spin- und den Ladungstransport in TI zu gewinnen. Die Kenntnisse die wir bereits erlangt haben und die Resultate aus der zweiten Phase sollen für eine optoelektronische Charakterisierung von bekannten sowie neuartigen TI Systemen benutzt werden. Die Untersuchung von terahertzinduzierten Photoströmen in TI stellt ein effizientes Werkzeug dar um den Elektrontransport und das Energiespektrum zu analysieren. Damit können schwache Einflüsse der Spin-Bahn-Wechselwirkung, zu denen unter anderem der Rashba- und der Dresselhaus-Effekt gehören erforscht werden. Weiterhin können die Zyklotronmasse und die Fermigeschwindigkeit von Dirac-Fermionen als Funktion der Ladungsträgerdichte bestimmt und die Orientierung der Oberflächendomänen analysiert werden. Schließlich kann man die Beweglichkeit von Dirac-Fermionen einschätzen und darüber hinaus einen Zugang zu den Impuls-, Spin- und Energierelaxationsprozessen erhalten. Wie unsere vorherigen Untersuchungen zeigen, sind diese Phänomene insbesondere geeignet die elektronische Struktur der 3D TI zu analysieren, da sie eine selektive elektrische Antwort von topologischen Zuständen, angeregt durch das elektrische HF Feld, geben. Somit können die topologischen Oberflächenzustände auch in Materialien mit hoher Volumenladungsträgerdichte, in denen parallele leitende Kanäle die Analyse herkömmlicher Transportexperimente behindern, untersucht werden. Die Selektivität beruht zum einen auf Symmetrieargumenten, die in den meisten 3D TI eine Antwort des Volumenmaterials verbieten und zum anderen, auf der besonderen Lage der Zyklotronresonanz. Ein wichtiges Ziel des Projektes ist es neben etablierten TI Materialien auch neue TI zu charakterisieren und somit die technologischen Gruppen in der Wachstumsoptimierung zu unterstützen. Im Rahmen des Projektes planen wir verschiedene Arten von TI Materialien zu untersuchen: 3D und 2D HgTe-basierte TI, Bi1-xSbxTe 3D TI, type II InAsA/GaSb Quantentöpfe, Pb1-xSnxSe 3D TI mit großem x, Bi14Rh3I9 Einzelkristallen, Beta-Bi4I4 3D starke TI und den elementaren TI alpha-Sn auf InSb(001).

Das langfristige Ziel des Projektes ist die Untersuung des Terahertz/Mikrowellenstrahsolzierten，Nichtlinearen，hochftronenten(HF)Elektronentry Transports in 2D and 3D Topologischen Isolatoren(TI)，well che Neue Möglichkeiten für die Erforschung des Verforschung des Topologischen Verhalten von Dirac Fermionen(DF)eröffnet。这是一项重大的工程，也是一项重大的工程，也是一项重大工程。在Oberflächenzuständen和Randkanälen der VerschiedenTI中的量子磁光电流图、光电流图和光子拖曳效应。他说：“这是一件非常重要的事情。”我们在Ti zu gewinnen的GundLegende Informationen-ber den Spin-and den Ladungstrport上验证了ALS的结果。他说：“这是一件很重要的事情，因为这是一件很重要的事情。在国际贸易中，电子运输和能源分析是一种非常重要的手段。这句话的意思是：我不知道怎么回事，不知道怎么回事。我们将继续研究狄拉克-费米奥宁和狄拉克-费米奥宁的关系，并对其进行分析。Schlie？lich kann man die beweglichkeit von Dirac-Fermionen einschätzen and darüber hinaus einen Zuang zu den ImPuls-，Spin-and Energierelaxationsprozessen erhalten.这是一个不同的领域，但不是所有的领域，也不是所有的领域，也不是所有的领域都是这样。在材料和材料的基础上，对运输的实验进行了分析，并提出了相应的解决办法。选择的是对称的材料，而不是材料的体积，而不是传统的材料。这是一种新的材料配置，它的特点是它的特性和它的模具技术是如何在这一领域内实现的。材料：3D和2D HgTe-Basierte TI，Bi1-xSbxTe 3D TI，Type II Inasa/GaSb QuantentöPFE，Pb1-xSnxSe 3D TI MIT groéem x，Bi14Rh3I9 Einzelkristallen，Beta-Bi4I4 3D Starke TI and den Element are TI Alpha-Snauf InSb(001)。