Статья «Поверхностная природа квазидвумерных осцилляций Шубникова-де Гааза в Bi₂Te₂Se, "Журнал экспериментальной и теоретической физики"»

Для обнаружения поверхностных состояний были проведены магнитотранспортные измерения при температурах жидкого гелия для серии образцов топологического изолятора Bi₂Te₂Se в диапазоне толщин от 30 до 200 мкм. На всех образцах наблюдались осцилляции Шубникова-де Гааза (ШдГ) и сублинейная зависимость холловского сопротивления от магнитного поля. Было обнаружено, что период ШдГ- осцилляций по обратному магнитному полю одинаков для всех образцов с точностью до 15%. Положение ШдГ-осцилляций определяется компонентой магнитного поля, перпендикулярной поверхности. Показано, что полученные результаты хорошо описываются в рамках модели проводимости, оперирующей трехмерной и двумерной группами электронов. Установлено, что двумерные электроны характеризуются величиной удельной проводимости, относительно слабо меняющейся от образца к образцу, а также не имеющей систематической зависимости от толщины. Такое поведение может быть связано только с их поверхностной локализацией. Сравнение результатов магнитотранспортных измерений с результатами сканирующей туннельной спектроскопии на атомно-гладкой поверхности кристаллов Bi₂Te₂Se в сверхвысоком вакууме показало, что поверхностные носители в результате загиба зон отделены от объемных слоем обеднения толщиной около 100 нм. Благодаря этому эффекту, вклад поверхностных электронов в проводимость образцов с толщинами менее 200 нм должен быть определяющим.