论文摘要
拓扑量子材料因其独特的电子能带结构及奇异的量子输运特性,成为近年来凝聚态物理学的研究热点。拓扑量子材料常常存在多能带特性及很大的磁电阻效应。本论文利用最大熵迁移率谱对多能带特性的外尔半金属TaAs、TaP、拓扑材料PtBi2以及新型大磁电阻材料Ag3Sn的电子输运特性进行了系统的研究。获得主要研究结果如下:1.TaAs的迁移率谱计算结果能够清晰的分辨出四个迁移率不同的带。在T=1.8 K时,对电导率的贡献主要取决于高迁移率的两个带,电子带eI（=13.42m2/Vs）和空穴带hI（=6.39 m2/Vs）,而低迁移率的两个带(电子带eII和空穴带hII)对电导率贡献几乎为零。此外,电子带eI的迁移率远远大于空穴带hI,随着温度升高,电子带eI的迁移率下降速度远远大于空穴带hI,说明电子带eI的高迁移率是由外尔费米子导致的,极大磁电阻现象主要源于高迁移率载流子的贡献。T=80K时,迁移率谱演化为四个带对电导率均有贡献,电子和空穴的载流子浓度几乎相同,表明TaAs中极大磁电阻现象可能与电子-空穴的补偿机制有关。2.在TaP中同样观察到了四个迁移率不同的带。T=2 K时,对电导率的贡献主要取决于高迁移率的两个带,电子带和空穴带的载流子浓度几乎相同,表明TaP中的极大磁阻效应也与电子-空穴补偿机制有关。但与TaAs不同的是,在低温低磁场下TaP的空穴带迁移率大于电子带。3.对六角相PtBi2迁移率谱分析得出有五个迁移率不同的带。通过与第一性原理计算及ARPES测量结果对比发现,一个具有较高迁移率（=0.964 m2/Vs）的空穴带,对电导率贡献的贡献接近15%,可能与狄拉克电子有关。同时,电子和空穴之间载流子浓度不对称,表明大磁电阻现象与电子-空穴补偿机制无关。此外,各个能带的迁移率随着温度的升高逐渐降低,但载流子浓度和迁移率谱的形状基本保持不变,表明在20 K以下电子结构几乎没有改变。4.对Ag3Sn的迁移率谱分析表明,低温下,存在迁移率不同的三个电子带和三个空穴带。迁移率最大的是电子带,且空穴型载流子浓度远大于电子型,表明其大磁电阻的起源与补偿效应无关,而与高迁移率的载流子有关。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 陈月
导师: 施智祥,赵海军
关键词: 最大熵迁移率谱分析,拓扑量子材料,大磁电阻效应,霍尔效应
来源: 东南大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学
单位: 东南大学
基金: 国家自然科学基金项目(11674054)
分类号: O469
DOI: 10.27014/d.cnki.gdnau.2019.000867
总页数: 76
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标签：最大熵迁移率谱分析论文; 拓扑量子材料论文; 大磁电阻效应论文; 霍尔效应论文;