Квантовая емкость трехмерного топологического изолятора на основе HgTe

Анотація

Экспериментально изучена квантовая емкость, напрямую характеризующая плотность состояний высоко-подвижных дираковских двумерных состояний, образующихся на поверхности напряженной пленки HgTe. Показано, что наблюдаемые в магнитоемкости квантовые осцилляции, в отличие от осцилляций в магни-тотранспорте, где вклад дают все существующие типы носителей, соответствуют электронам на верхней поверхности пленки. Таким образом, емкостная спектроскопия является селективным методом для исследования свойств отдельной топологической поверхности даже в условиях большого количества объемных носителей. Благодаря этой особенности впервые получены данные о фазовом сдвиге осцилляций Шубникова–де Гааза, часто ассоциируемом с фазой Берри, для отдельного дираковского конуса, а также получена зависимость величины сдвига от положения уровня Ферми.