Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2016, выпуск 8 » Статья стр. 1617
<<<>>>
Поверхностные спин-поляризованные токи, генерируемые в топологических изоляторах циркулярно-поляризованным синхротронным излучением, и их индикация методом фотоэлектронной спектроскопии
Санкт-Петербургский государственный университет, Лаборатория под руководством ведущего ученого проф. Е.В. Чулкова, 15.61.202.2015
Санкт-Петербургский государственный университет, Проведение фундаментальных исследований по направлениям подготовки специалистов (инициативные проекты), 11.38.271.2014
Шикин А.М. 1, Климовских И.И. 1, Филянина М.В. 1, Рыбкина А.А. 1, Пудиков Д.А.1, Кох К.А. 2,3,1, Терещенко О.Е. 3,1,4
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
4Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Email: ashikin@inbox.ru
Поступила в редакцию: 6 ноября 2015 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2016 г.
PDF версия
Предложен и исследован новый метод генерации спин-поляризованных токов в топологических изоляторах, связанный со спин-зависимой асимметрией генерации дырок на уровне Ферми для ветвей топологических поверхностных состояний с противоположной спиновой ориентацией при воздействии циркулярно поляризованным синхротронным излучением. Результатом генерации дырок является формирование компенсирующих спин-поляризованных токов, величина которых определяется концентрацией генерируемых дырок и зависит от особенностей электронной и спиновой структуры системы. Индикатором формируемых спин-поляризованных токов может быть сдвиг края Ферми в фотоэлектронных спектрах при фотовозбуждении синхротронным излучением с противоположной циркулярной поляризацией. Исследованы топологические изоляторы с различным стехиометрическим составом (Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2 и PbBi2Se2Te2) и выявлена корреляция в величине сдвигов и генерируемых спин-поляризованных токов с особенностями электронной спиновой структуры. Исследования системы графен/Pt(111) показали возможность использования данного метода для других систем со спин-поляризованной электронной структурой. Работа выполнена в рамках НИР N 15.61.202.2015 и 11.38.271.2014.
  1. D. Hsieh, Y. Xia, D. Qian, L. Wray, J.H. Dil, F. Meier, J. Osterwalder, L. Patthey, J.G. Checkelsky, N.P. Ong, A.V. Fedorov, H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y.S. Hor, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Nature 460, 1101 (2009)
  2. C.H. Li, O.M.J. van't Erve, J.T. Robinson, Y. Liu, L. Li, B.T. Jonker. Nature Nanotechnol. 9, 218 (2014)
  3. J.W. McIver, D. Hsieh, H. Steinberg, P. Jarillo-Herrero, N. Gedik. Nature Nanotechnol. 7, 96 (2012)
  4. F. Xiu, L. He, Y. Wang, L. Cheng, L.-T. Chang, M. Lang, G. Huang, X. Kou, Y. Zhou, X. Jiang, Z. Chen, J. Zou, A. Shailos, K.L. Wang. Nature Nanotechnol. 6, 216 (2011)
  5. J. Tian, I. Childres, H. Cao, S. Tian, I. Miotkowski, Y.P. Chen. Solid State Commun. 191, 1 (2014)
  6. Y. Xia, D. Qian, D. Hsieh, A. Pal., H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y.S. Hor, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Nature Phys. 5, 398 (2009)
  7. D. Hsieh, Y. Xia, D. Qian, L. Wray, F. Meier, J.H. Dil, J. Osterwalder, L. Patthey, A.V. Fedorov, H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y.S. Hor, R.J. Cava, M.Z. Hasan. Phys. Rev. Lett. 103, 146 401 (2009)
  8. K. Myamoto, A. Kimura, T. Okuda, H. Miyahara, K. Kuroda, H. Namatame, M. Taniguchi, S.V. Eremeev, T.V. Menshchikova, E.V. Chulkov, K.A. Kokh, O.E. Tereshchenko. Phys. Rev. Lett. 109, 166 802 (2012)
  9. A.M. Shikin, I.I. Klimovskikh, S.V. Eremeev, A.A. Rybkina, M.V. Rusinova, A.G. Rybkin, E.V. Zhizhin, J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, I.P. Rusinov, E.V. Chulkov, K.A. Kokh, V.A. Golyashov, V. Kamyshlov, O.E. Tereshchenko. Phys. Rev. B 89, 125 416 (2014)
  10. S.V. Eremeev, G. Landolt, V. Menshchikova, B. Slomski, Y.M. Koroteev, Z.S. Aliev, M.B. Balanly, J. Henk, A. Ernst, L. Pattney, A. Eich, A.A. Khajetoorians, J. Hagemeister, O. Pietzsch, J. Wiebe, R. Wiesendanger, P.M. Echenique, S. Tsirkin, I.R. Amiraslanov, J.H. Dil, E.V. Chulkov. Nature Commun. 3, 635 (2012)
  11. M. Neupane, S. Basak, N. Alidoust, S.-Y. Xu, C. Liu, I. Belopolski, G. Bian, J. Xiong, H. Ji, S. Jia, S.-K. Mo, M. Bissen, M. Severson, H. Lin, N.P. Ong, T. Durakiewicz, R.J. Cava, A. Bansil, M.Z. Hasan. Phys. Rev. B 88, 165 129 (2013)
  12. Z. Ren, A.A. Taskin, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. B 84, 165 311 (2011)
  13. A.A. Taskin, Z. Ren, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. Lett. 107, 016 801 (2011)
  14. W. Wang, L. Li, W. Zou, L. Song, R. Zhang, X. Wu, F. Zhang. Sci. Rep. 5, 7931 (2014)
  15. P. Hosur. Phys. Rev. B 83, 035 309 (2011)
  16. S.R. Park, J. Han, C. Kim, Y.Y. Koh, C. Kim, H. Lee, H.J. Choi, J.H. Han, K.D. Lee, N.J. Hur, M. Arita, K. Shimada, H. Namatame, M. Taniguchi. Phys. Rev. Lett. 108, 046 805 (2012)
  17. K. Ando, M. Morikawa, T. Trypiniotis, Y. Fujikawa, C.H.W. Barnes, E. Saitoh. App. Phys. Lett. 96, 082 502 (2010)
  18. I.M. Miron, G. Gaudin, S. Auffret, B. Rodmacq, A. Schuhl, S. Pizzini, J. Vogel, P. Gambardella. Nature Mater. 9, 230 (2010)
  19. A.R. Mellnik, J.S. Lee, A. Richardella, J.L. Grab, P.J. Mintun, M.H. Fischer, A. Vaezi, A. Manchon, E.-A. Kim, N. Samarth, D.C. Ralph. Nature 511, 449 (2014)
  20. A.M. Shikin, A.A. Rybkina, A.G. Rybkin, I.I. Klimovskikh, P.N. Skirdkov, K.A. Zvezdin, A.K. Zvezdin. Appl. Phys. Lett. 105, 042 407 (2014)
  21. S.A. Tarasenko, E.L. Ivchenko. Письма в ЖЭТФ 81, 292 (2005)
  22. S.D. Ganichev, W. Prettl. J. Phys.: Condens. Matter 15, R935 (2003)
  23. S.D. Ganichev, E.L. Ivchenko, S.N. Danilov, J. Eroms, W. Wegscheider, D. Weiss, W. Prettl, Phys. Rev. Lett. 86, 4358 (2001)
  24. V.V. Bel'kov, S.D. Ganichev, P. Schneider, C. Back, M. Oestreich, J. Rudolph, D. Hagele, L.E. Golub, W. Wegscheider, W. Prettl, Solid State Commun. 128, 283 (2003)
  25. K.S. Cho K. S. Cho, C.-T. Liang, Y.F. Chen, Y.Q. Tang, B. Shen. Phys. Rev. B  75, 085 327 (2007)
  26. N. Ogawa, M.S. Bahramy, Y. Kaneko, Y. Tokura. Phys. Rev. B  90, 125 122 (2014)
  27. Y. Pan, D. Wu, J. R. Angevaare, H. Luigjes, E. Frantzeskakis, N. de Jong, E. van Heumen, T.V. Bay, B. Zwartsenberg, Y.K. Huang, M. Snelder, A. Brinkman, M.S. Golden, A. de Visser. New J. Phys. 16, 123 035 (2014)
  28. C.S. Tang, B. Xia, X. Zou, S. Chen, H.-W. Ou, L. Wang, A. Rusydi, J.-X. Zhu, E.E.M. Chia. Sci. Rep. 3, 3513 (2013)
  29. K.A. Kokh, B.G. Nenashev, A.E. Kokh, G.Yu. Shvedenkov. J. Cryst. Growth 275, E2129 (2005)
  30. P.A. Anderson. Phys. Rev. 47, 958 (1935)
  31. Y.L. Chen, J.-H. Chu, J.G. Analytis, Z.K. Liu, K. Igarashi, H.-H. Kuo, X.L. Qi, S.K. Mo, R.G. Moore, D.H. Lu, M. Hashimoto, T. Sasagawa, S.C. Zhang, I.R. Fisher, Z. Hussain, Z.X. Shen. Science 329, 659 (2010)
  32. L.A. Wray, S.-Y. Xu, Y. Xia, D. Hsieh, A.V. Fedorov, Y.S. Hor, R.J. Cava, A. Bansil, H. Lin, M.Z. Hasan. Nature Phys. 7, 32 (2011)
  33. J. Sanchez-Barriga, A. Varykhalov, J. Braun, S.-Y. Xu, N. Alidoust, O. Kornilov, J. Minar, K. Hummer, G. Springholz, G. Bauer, R. Schumann, L.V. Yashina, H. Ebert, M.Z. Hasan, O. Rader. Phys. Rev.X 4, 011 046 (2014)
  34. S.D. Ganichev, E.L. Ivchenko, V.V. Bel'kov, S.A. Tarasenko, M. Sollinger, D. Weiss, W. Wegscheider, W. Prettl. Nature 417, 153 (2002)
  35. S.D. Ganichev, H. Ketterl, W. Prettl, E.L. Ivchenko,  L.E. Vorobjev. Appl. Phys. Lett. 77, 3146 (2000)
  36. S.D. Ganichev, E.L. Ivchenko, W. Prettl. Physica E 14, 166 (2002)
  37. P. Olbrish, L.E. Golub, T. Herrmann, S.N. Danilov, H. Plank, V.V. Bel'kov, G. Mussler, Ch. Weyrich, C.M. Schneider, J. Kampmeier, D. Grutzmacher, L. Plucinski, M. Eschbach, S.D. Ganichev. Phys. Rev. Lett. 113, 096 601 (2014)
  38. K.-M. Dantscher, D.A. Kozlov, P. Olbrich, C. Zoth, P. Faltermeier, M. Lindner, G.V. Budkin, S.A. Tarasenko, V.V. Bel'kov, Z.D. Kvon, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, D. Weiss, B. Jenichen, S.D. Ganichev. Phys. Rev. B  92, 165 314 (2015)
  39. A.M. Shikin, A.A. Rybkina, I.I. Klimovskikh, M.V. Filianina, K.A. Kokh, O.E. Tereshchenko, P.N. Skirdkov, K.A. Zvezdin, A.K. Zvezdin. Phys. Rev. B In press
  40. I.I. Klimovskikh, S.S. Tsirkin, A.G. Rybkin, A.A. Rybkina, M.V. Filianina, E.V. Zhizhin, E.V. Chulkov, A.M. Shikin. Phys. Rev. B 90, 235 431 (2014).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme