敬玉梅 黃少云 吳金雄 彭海琳 徐洪起

1)(北京大學(xué)電子學(xué)系,納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,量子器件北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100871)

2)(北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院,分子動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京分子科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,納米化學(xué)研究中心,北京100871)

1 引 言

拓?fù)浣^緣體是一種具有絕緣體態(tài)和導(dǎo)電邊緣態(tài)(二維體系)或表面態(tài)(三維體系)的新量子物態(tài)[1].三維拓?fù)浣^緣體的二維表面態(tài)具有無質(zhì)量、狄拉克色散關(guān)系,受到拓?fù)浔Ｗo(hù),其自旋方向和動(dòng)量方向始終保持鎖定[2].這些獨(dú)特的表面態(tài)物理性質(zhì)使三維拓?fù)浣^緣體在研究基礎(chǔ)物理現(xiàn)象、自旋電子學(xué)和拓?fù)淞孔佑?jì)算領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景[3?5].三維拓?fù)浣^緣體表面態(tài)的π貝里相位[6]導(dǎo)致的量子相干效應(yīng)是一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)研究課題.受限于塊材中較大的體載流子貢獻(xiàn),要觀察到這樣的存在于拓?fù)浔砻鎽B(tài)上的量子相干效應(yīng)比較困難.目前,實(shí)驗(yàn)上為增大拓?fù)浔砻鎽B(tài)對(duì)載流子輸運(yùn)的貢獻(xiàn),主要是在拓?fù)浣^緣體納米結(jié)構(gòu),如納米薄膜、納米線、納米帶中通過磁致輸運(yùn)研究表面態(tài)物理特性[7?11].反點(diǎn)(antidot)陣列是具有豐富的輸運(yùn)物理特性的納米結(jié)構(gòu)[12],它們既是引入的散射中心,也是相互連接的干涉圓環(huán)[13],有利于研究體系的量子相干效應(yīng).此外,引入antidot陣列,進(jìn)一步增大了拓?fù)浣^緣體的表面積-體積比,有利于突出拓?fù)浔砻鎽B(tài)對(duì)載流子輸運(yùn)的貢獻(xiàn).這樣的貢獻(xiàn)可以通過測(cè)量輸運(yùn)中的獨(dú)立二維導(dǎo)電通道的數(shù)量來進(jìn)行分析.一般來說,二維體態(tài)對(duì)輸運(yùn)總體貢獻(xiàn)一個(gè)獨(dú)立通道,而二維表面態(tài)可能與體態(tài)耦合,使得測(cè)量得到的通道數(shù)偏離理想值,但也可能獨(dú)立貢獻(xiàn)一到兩個(gè)獨(dú)立輸運(yùn)通道,使得二維導(dǎo)電通道數(shù)增加.

本文利用聚焦離子束刻蝕技術(shù)在三維拓?fù)浣^緣體Bi2Se3薄膜中加工了納米尺度的antidot陣列,并在低溫下對(duì)所制作的三個(gè)典型器件進(jìn)行了系統(tǒng)電學(xué)輸運(yùn)測(cè)量,研究了引入antidot陣列結(jié)構(gòu)對(duì)拓?fù)浣^緣體輸運(yùn)性質(zhì)的影響.在低溫下,三個(gè)器件都顯現(xiàn)出弱反局域化(weak anti-localization,WAL)量子相干輸運(yùn)特性.通過對(duì)器件測(cè)量數(shù)據(jù)的理論擬合提取了相關(guān)物理參數(shù),如自旋-軌道耦合長(zhǎng)度Lso、相位相干長(zhǎng)度Lφ和通道數(shù)α因子,發(fā)現(xiàn)器件一(Dev-1,不含有antidot陣列)和器件二(Dev-2,含有周期較大的antidot陣列)是始終由一個(gè)導(dǎo)電通道主導(dǎo)的量子輸運(yùn)系統(tǒng),但在器件三(Dev-3,含有周期較小的antidot陣列)中能明確觀察到在較低溫度下存在兩個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)電通道,而在相對(duì)較高溫區(qū)由一個(gè)導(dǎo)電通道主導(dǎo)的輸運(yùn)現(xiàn)象.文中對(duì)Dev-3中出現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立導(dǎo)電通道的可能物理機(jī)制,結(jié)合器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了討論分析.

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 器件制備

實(shí)驗(yàn)利用范德瓦耳斯外延法(van der Waals epitaxy)在氟晶云母襯底上生長(zhǎng)了高質(zhì)量的拓?fù)浣^緣體Bi2Se3薄膜[14],并采用微納加工工藝將其制備成如圖1(a)所示的Hall bar器件.具體工藝步驟如下:第一步,利用紫外曝光、電子束蒸發(fā)鍍膜和剝離工藝,制作厚度為5/90 nm的鈦/金電極;第二步,通過第二次紫外曝光、氬氣等離子體刻蝕工藝,制作Hall bar結(jié)構(gòu);第三步,運(yùn)用聚焦離子束刻蝕技術(shù)在Hall bar核心區(qū)域(圖1(a)中紅色虛線框所示區(qū)域)加工antidot陣列.本文測(cè)量研究了所制作的三個(gè)具有代表性的器件,即Dev-1,Dev-2和Dev-3.表1列出了這三個(gè)測(cè)量器件的結(jié)構(gòu)參數(shù),包括樣品厚度t,Hall bar長(zhǎng)度L,Hall bar寬度W,antidot特征尺寸如直徑d和兩個(gè)近鄰antidot邊緣到邊緣間距a.可以看到三個(gè)測(cè)量器件的Bi2Se3厚度都非常薄.尤其是Dev-3中Bi2Se3的厚度僅為7 nm,預(yù)期測(cè)得的電流中由拓?fù)浔砻鎽B(tài)所貢獻(xiàn)的部分與體態(tài)所貢獻(xiàn)的部分的比值將增大很多.另外,引入antidot陣列也會(huì)進(jìn)一步增大拓?fù)浔砻鎽B(tài)的貢獻(xiàn)在測(cè)得的電流中的占比.Dev-1的Hall bar區(qū)域沒有加工antidot陣列.Dev-2中antidot的直徑d=300 nm,兩個(gè)近鄰antidot邊緣到邊緣的間距a=700 nm,而Dev-3中antidot的直徑d=100 nm,兩個(gè)近鄰antidot邊緣到邊緣的間距a=200 nm.顯然Dev-3中antidot的密度大于Dev-2.圖1(b)是Dev-3中antidot陣列的原子力顯微鏡(atomic force microscope,AFM)圖像,其中的插圖為更精細(xì)的AFM掃描圖像.

圖1 器件結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路示意圖 (a)Hall bar器件及測(cè)量電路示意圖，頂面Hall bar結(jié)構(gòu)和電極圖像為實(shí)際器件頂視光學(xué)顯微鏡照片,紅色虛線框所示為Hall bar核心區(qū),制作的antidot陣列處于這個(gè)核心區(qū);(b)Dev-3中處于Hall bar核心區(qū)域antidot陣列的AFM圖像,右上角插圖為小范圍更精細(xì)掃描的AFM圖像Fig.1.Schematic illustrations of the device structure and the measurement setup:(a)Device structure and optical microscope photograph of an actual device,the red dashed rectangle area indicates the core region of the Hall bar,in which an antidot array is fabricated;(b)AFM image of the antidot array in the Hall bar of Dev-3,the inset shows a high resolution AFM image in a small scanning area.

表1 三個(gè)代表性測(cè)量器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其在T=0.04 K時(shí)的電學(xué)參數(shù)Table 1.Structural parameters of the three representative devices used in this work and their transport properties extracted at T=0.04 K.

2.2 電學(xué)測(cè)量

制作完成的器件在3He/4He稀釋制冷機(jī)(Oxford Triton 200)所提供的極低溫環(huán)境中進(jìn)行電學(xué)輸運(yùn)測(cè)量,制冷機(jī)本底溫度可達(dá)到約10 mK.測(cè)量采用標(biāo)準(zhǔn)的鎖相放大技術(shù),同時(shí)測(cè)量Hall bar的縱向電壓Vxx和橫向電壓Vxy,使用的交流激勵(lì)電流I的有效值為50 nA,頻率為17 Hz.根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的Vxx和Vxy,計(jì)算得到縱向電阻R=Vxx/I和橫向電阻Rxy=Vxy/I,并提取基本電學(xué)參數(shù)如層載流子濃度ns和遷移率μ(見表1),對(duì)器件的磁致輸運(yùn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究.

3 結(jié)果與討論

表1列出了樣品通過霍爾效應(yīng)測(cè)量提取的在低溫下(T=0.04K)的層載流子濃度和遷移率.在器件中引入antidot陣列,載流子濃度基本保持不變,而由于antidot導(dǎo)致散射概率增加,器件的遷移率大幅度下降,并與器件中antidot的密度負(fù)相關(guān).

圖2(a)顯示了表1中所列舉的3個(gè)典型器件的歸一化縱向磁致電阻ΔR(B)/R(0)隨垂直于樣品表面的外加磁場(chǎng)B的變化,其中ΔR(B)=R(B)?R(0).各器件在所測(cè)量的磁場(chǎng)范圍內(nèi)都具有隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而增大的正磁阻現(xiàn)象.在高磁場(chǎng)區(qū)域,Dev-1和Dev-2的磁致電阻都是繼續(xù)隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而增大,而Dev-3的磁致電阻卻趨于飽和,說明Dev-3中經(jīng)典磁阻受到抑制,類似的現(xiàn)象也在Bi薄膜的antidot陣列結(jié)構(gòu)中被觀測(cè)到[15].在低磁場(chǎng)區(qū)域,磁阻隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而呈對(duì)數(shù)增大.圖2(b)顯示了各器件在低磁場(chǎng)(|B|＜0.5 T)區(qū)域的磁致電導(dǎo)率Δσ(B)=σ(B)?σ(0).可以看到,磁致電導(dǎo)率Δσ(B)隨磁場(chǎng)增大而迅速減小,在零磁場(chǎng)附近出現(xiàn)一個(gè)顯著的電導(dǎo)率峰,顯現(xiàn)出典型的WAL效應(yīng).拓?fù)浣^緣體中的WAL效應(yīng)與表面態(tài)電子(以及有強(qiáng)自旋-軌道耦合體態(tài)電子)沿時(shí)間反演對(duì)稱路徑運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的π貝里相位密切相關(guān)[16,17],當(dāng)施加磁場(chǎng)破壞時(shí)間反演對(duì)稱性時(shí),WAL會(huì)受到抑制,所以磁致電導(dǎo)率曲線在零磁場(chǎng)呈現(xiàn)電導(dǎo)率峰的特征.圖2(b)中幾條曲線顯示的WAL強(qiáng)弱不同,反映了器件中相位相干長(zhǎng)度Lφ不同.

圖2 磁致輸運(yùn)特性 (a)歸一化縱向磁致電阻ΔR(B)/R(0)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度B的變化,測(cè)量溫度為0.04 K;(b)低磁場(chǎng)區(qū)域(|B|＜0.5 T)的磁致電導(dǎo)率曲線Fig.2.Magnetotransport characteristics:(a)Normalized longitudinal magnetoresistance ΔR(B)/R(0)as a function of magnetic field B,measured on the three selected devices at temperature T=0.04 K;(b)magnetoconductivity curves Δσ(B)of the three devices in the low magnetic field region(|B|＜ 0.5 T)at T=0.04 K.

在二維體系中,WAL效應(yīng)對(duì)電導(dǎo)率的量子修正隨磁場(chǎng)的變化Δσ(B)通常可以用如下完整形式的Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)理論公式[18]進(jìn)行擬合,

圖3(a)和圖3(b)所示分別為Dev-1和Dev-2中WAL效應(yīng)隨溫度的演化及(1)式的理論擬合曲線,其中彩色圓點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)點(diǎn),黑色實(shí)線為HLN理論擬合曲線.隨著溫度升高,磁致電導(dǎo)率峰逐漸展寬、變?nèi)?說明WAL逐漸受到抑制.這是由于隨著溫度升高,非彈性散射變強(qiáng),相位相干長(zhǎng)度Lφ逐漸變短.一方面,由于只有小于Lφ的那些閉合路徑才能發(fā)生量子干涉,所以能發(fā)生量子干涉的閉合路徑變少,導(dǎo)致磁致電導(dǎo)率峰變?nèi)?另一方面,Lφ越短,則破壞時(shí)間反演閉合路徑相干性需要的磁場(chǎng)越大,導(dǎo)致磁致電導(dǎo)率峰展寬.

圖3 低磁場(chǎng)范圍的Dev-1和Dev-2中的WAL效應(yīng) (a)和(b)分別是不同溫度下Dev-1和Dev-2中的磁致電導(dǎo)率曲線Δσ(B),其中彩色圓點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),黑色實(shí)線為HLN擬合曲線;(c)相位相干長(zhǎng)度Lφ和自旋-軌道耦合長(zhǎng)度Lso隨溫度T的變化關(guān)系,其中黑色直線為L(zhǎng)φ-T的指數(shù)關(guān)系部分?jǐn)M合線;(d)α因子隨溫度T的變化關(guān)系Fig.3.Weak antilocalization effects observed in Dev-1 and Dev-2 at low magnetic fields:(a)and(b)Temperature evolution characteristics of the magnetoconductivity curves Δσ(B)of Dev-1 and Dev-2,the colored circles are measured data and the black solid lines are fi tting curves based on the HLN theory;(c)phase coherence length Lφ and the spin-orbit coupling length Lsoas a function of temperature T,the black straight lines show the exponential fi tting results;(d)prefactors α as a function of temperature T.

圖3(c)顯示了Dev-1和Dev-2中提取的相位相干長(zhǎng)度Lφ和自旋軌道耦合長(zhǎng)度Lso隨溫度T的變化.T=0.04 K時(shí),Dev-1中Lφ=620 nm,Dev-2中Lφ=470 nm,兩個(gè)器件中Lφ隨T的變化趨勢(shì)大致相同,都隨溫度降低而指數(shù)增大,并在T＜1 K后出現(xiàn)飽和,對(duì)實(shí)驗(yàn)提取的Lφ與T進(jìn)行指數(shù)擬合的結(jié)果分別為L(zhǎng)φ～T?0.57(Dev-1)和Lφ～T?0.57(Dev-2).低溫下由于電子-聲子相互作用受到抑制,電子-電子相互作用成為電子相位退相干的主要機(jī)制.電子-電子相互作用理論預(yù)言,在二維無序體系中,Lφ與T滿足Lφ～T?1/2的指數(shù)關(guān)系[19].實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值相近,說明在Dev-1和Dev-2中,電子-電子相互作用所主導(dǎo)的相位退相干是二維輸運(yùn)過程.兩個(gè)器件中Lso約10—30 nm,遠(yuǎn)小于相位相干長(zhǎng)度Lφ,反映了Bi2Se3體系具有較強(qiáng)的自旋-軌道耦合相互作用.圖3(d)所示為提取的Dev-1和Dev-2中的α因子.結(jié)果顯示這兩個(gè)器件的α因子幾乎不隨溫度變化而變化,且Dev-1中α≈1.1±0.1,Dev-2中α≈0.9±0.1,說明兩個(gè)器件都是由一個(gè)二維通道主導(dǎo)的相干輸運(yùn).相對(duì)理論值1的小偏離,反映了可能的體態(tài)與表面態(tài)的耦合,部分體現(xiàn)了表面態(tài)的貢獻(xiàn).

圖4 低磁場(chǎng)范圍的Dev-3中的WAL效應(yīng)及兩通道公式的擬合結(jié)果 (a)不同溫度下的Dev-3中磁致電導(dǎo)率曲線Δσ(B),其中彩色圓點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),黑色實(shí)線為利用兩通道(2)式進(jìn)行擬合所得到的擬合曲線;(b)通過兩通道(2)式擬合提取的Lso,Lφ1和Lφ2與通過(1)式擬合提取的Lφ隨溫度的變化,其中黑色直線為L(zhǎng)φ-T的指數(shù)關(guān)系部分?jǐn)M合線Fig.4.Weak antilocalization effects observed in Dev-3 in low magnetic fields:(a)Temperature evolution characteristics of the magnetoconductivity curves Δσ(B)of Dev-3,the colored circles are measured data and the black solid lines are fi tting curves based to the two-channel Eq.(2);(b)Lso,Lφ1and Lφ2extracted by fi tting the experimental data to the two-channel Eq.(2)and Lφextracted by fi tting the experimental data to Eq.(1)as a function of temperature T,the black straight lines show the exponential fi tting results.

采用理論式(1),我們對(duì)Dev-3的磁致電導(dǎo)率測(cè)量數(shù)據(jù)(見圖4(a))也進(jìn)行了擬合和分析.發(fā)現(xiàn)與Dev-1和Dev-2不同的是,當(dāng)利用(1)式對(duì)Dev-3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合時(shí),得到低溫下α≈2,但隨著溫度升高又迅速減小為1.這暗示著在較低的溫度下Dev-3中存在兩個(gè)獨(dú)立的二維導(dǎo)電通道,但在溫度升高后,又表現(xiàn)為一個(gè)二維通道導(dǎo)電的量子輸運(yùn)特征.值得注意的是,對(duì)于兩通道輸運(yùn),利用(1)式進(jìn)行擬合的前提是兩個(gè)通道中相位相干長(zhǎng)度Lφ相等.在三維拓?fù)浣^緣體中,這兩個(gè)獨(dú)立的二維通道可能是一個(gè)表面態(tài)通道和一個(gè)體態(tài)通道,也可能是兩個(gè)表面態(tài)通道,還可能是一個(gè)表面態(tài)通道和另一個(gè)表面態(tài)與體態(tài)耦合的通道.首先,由于較強(qiáng)的體態(tài)載流子剩余,其中一個(gè)通道應(yīng)該與體態(tài)相關(guān),于是第一和第三個(gè)假設(shè)是可能的輸運(yùn)情形,這時(shí)兩個(gè)通道中的相位相干長(zhǎng)度Lφ可能是不同的.當(dāng)兩個(gè)獨(dú)立通道中相位相干長(zhǎng)度Lφ不同時(shí),須使用如下形式的兩通道公式進(jìn)行擬合,

其中α1=α2=1,Bφi= ?/(4eL2φi)(i=1,2 表示兩個(gè)獨(dú)立的通道).此處,考慮到Le和Lso非常小,故假定Le和Lso在兩個(gè)通道中都一樣.圖4(a)所示為Dev-3中WAL隨溫度演化的測(cè)量數(shù)據(jù)(彩色圓點(diǎn))以及利用兩通道(2)式對(duì)Dev-3中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的結(jié)果(黑色實(shí)線).結(jié)果表明擬合曲線與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符.擬合提取的Lso約為30—45 nm,幾乎不隨溫度變化.圖4(b)中同時(shí)顯示了利用(1)式從Dev-3中提取的Lφ和利用兩通道(2)式從Dev-3中提取的兩個(gè)獨(dú)立通道的相位相干長(zhǎng)度Lφ1和Lφ2.可以看到,在較低溫度下,Lφ1和Lφ2趨于飽和并基本相等,此時(shí)利用(1)式擬合得到結(jié)果是基本正確的.由于器件的載流子濃度依然很高(表1),體態(tài)始終存在,所以實(shí)驗(yàn)中觀察到的兩個(gè)通道可能是一個(gè)表面態(tài)通道和一個(gè)體態(tài)通道,也可能是一個(gè)表面態(tài)通道和另一個(gè)表面態(tài)與體態(tài)的耦合態(tài)通道.但是在較高溫度下,由于Lφ1和Lφ2隨溫度衰減的快慢不一樣,導(dǎo)致二者出現(xiàn)很大的分化.其中通道1的Lφ1衰減非?？?導(dǎo)致對(duì)總WAL的貢獻(xiàn)非常小,所以利用(1)式擬合提取的Lφ近似等于Lφ2.正是由于總WAL主要來自于通道2的貢獻(xiàn),所以利用(1)式進(jìn)行擬合在較高溫區(qū)得到的α因子為1.

很多文獻(xiàn)報(bào)道中利用(1)式或其簡(jiǎn)化公式提取的α因子都是介于一個(gè)通道和兩個(gè)通道之間[10,11,20?24],除了體態(tài)與上下表面態(tài)相互耦合表現(xiàn)為一個(gè)通道,其他可能的原因就在于理論擬合時(shí)沒有考慮各個(gè)通道的Lφ不同.三維拓?fù)浣^緣體的上表面、下表面和體態(tài)周圍的環(huán)境是各不相同的,因而會(huì)存在不同的散射過程,導(dǎo)致各通道Lφ不同.本文中Dev-1和Dev-2或其他文獻(xiàn)中報(bào)道的α因子反映的都是占絕對(duì)主導(dǎo)地位的通道數(shù),在α因子偏離整數(shù)個(gè)通道數(shù)不遠(yuǎn)時(shí),提取的參數(shù)誤差不會(huì)太大.

Dev-3中Lφ1與T的指數(shù)擬合關(guān)系在相對(duì)較高溫區(qū)為L(zhǎng)φ1～T?0.6,與二維電子-電子相互作用退相干理論結(jié)果基本一致,說明通道1具有二維輸運(yùn)特征.Lφ2與T的指數(shù)擬合關(guān)系在這個(gè)相對(duì)較高溫區(qū)為L(zhǎng)φ2～T?0.3,而電子-電子相互作用理論預(yù)言,在一維無序體系中,Lφ隨T的變化滿足Lφ～T?1/3的指數(shù)關(guān)系[19],所以通道2更具有一維輸運(yùn)特征.由于Dev-3中引入的antidot陣列的相鄰antidot邊緣到邊緣間距為200 nm,考慮到刻蝕造成的邊緣損傷,兩個(gè)相鄰antidot之間實(shí)際有效的導(dǎo)電通道寬度接近或者甚至小于通道2的相位相干長(zhǎng)度Lφ2,但是卻大于通道1的相位相干長(zhǎng)度Lφ1.所以,通道2可能是由(準(zhǔn))一維通道組成的二維網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電系統(tǒng),Dev-3中導(dǎo)電通道2的Lφ2隨T的變化關(guān)系反映的正是(準(zhǔn))一維輸運(yùn)的物理特性.

Dev-3能在低溫下明確觀察到兩個(gè)相互獨(dú)立的導(dǎo)電通道,其原因可能有:1)Dev-3的樣品厚度很薄,體態(tài)能帶中各子帶間距增大,所以電子占據(jù)的體態(tài)子帶更少,從而減少了體態(tài)與表面態(tài)的耦合,使體態(tài)與表面態(tài)的散射時(shí)間增大;2)Dev-3中引入的antidot非常密集,額外引入的散射大大地降低了各通道的相位相干時(shí)間,以致使其小于體態(tài)和表面態(tài)之間的散射時(shí)間,那么電子在體態(tài)通道和表面態(tài)通道之間散射之前就已經(jīng)失去相位相干性,其結(jié)果就是對(duì)WAL有貢獻(xiàn)的主要閉合回路都是來自于單一的體態(tài)或表面態(tài)通道.本文的結(jié)果與討論指出了一些可能的物理機(jī)制和研究方向.但是,真正導(dǎo)致兩個(gè)通道(一個(gè)表面態(tài)通道和一個(gè)體態(tài)通道或者一個(gè)表面態(tài)通道和另一個(gè)表面態(tài)與體態(tài)的耦合態(tài)通道)的退相干的散射過程還需要進(jìn)一步的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究去揭示.

4 結(jié) 論

本文通過分析實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的WAL效應(yīng),研究了引入antidot陣列對(duì)拓?fù)浣^緣體中磁致輸運(yùn)的影響.與以往實(shí)驗(yàn)中觀察到的一個(gè)輸運(yùn)通道占主導(dǎo)地位不同,在Dev-3中明確觀察到兩個(gè)相互獨(dú)立的輸運(yùn)通道,而且在較高溫度下兩個(gè)通道中的退相干長(zhǎng)度具有不同的溫度依賴性,其中一個(gè)通道將在量子相干電子輸運(yùn)中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位.這為研究拓?fù)浣^緣體表面態(tài)輸運(yùn)提供了新的思路.

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