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Mayer, Thomas ; Werner, Heiko ; Diaz-Pardo, R. ; Fujii, J. ; Vobornik, I. ; Back, Christian H. ; Kronseder, Matthias ; Bougeard, Dominique

Transport properties of band engineered p−n heterostructures of epitaxial Bi2Se3/(Bi1−xSbx)2(Te1−ySey)3 topological insulators

Mayer, Thomas, Werner, Heiko, Diaz-Pardo, R., Fujii, J., Vobornik, I., Back, Christian H. , Kronseder, Matthias und Bougeard, Dominique (2021) Transport properties of band engineered p−n heterostructures of epitaxial Bi2Se3/(Bi1−xSbx)2(Te1−ySey)3 topological insulators. Physical Review Materials 5, 014202.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 01 Mrz 2021 10:04
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.45042


Zusammenfassung

The challenge of parasitic bulk doping in Bi-based 3D topological insulator materials is still omnipresent, especially when preparing samples by molecular beam epitaxy. Here, we present a heterostructure approach for epitaxial (Bi1-xSbx)(2)(Te1-ySey)(3) (BSTS) growth. A thin n-type Bi2Se3 (BS) layer is used as an epitaxial and electrostatic seed which drastically improves the crystalline and ...

The challenge of parasitic bulk doping in Bi-based 3D topological insulator materials is still omnipresent, especially when preparing samples by molecular beam epitaxy. Here, we present a heterostructure approach for epitaxial (Bi1-xSbx)(2)(Te1-ySey)(3) (BSTS) growth. A thin n-type Bi2Se3 (BS) layer is used as an epitaxial and electrostatic seed which drastically improves the crystalline and electronic quality and reproducibility of the sample properties. In heterostructures of BS with p-type BSTS we demonstrate intrinsic band bending effects to tune the electronic properties solely by adjusting the thickness of the respective layer. The analysis of weak antilocalization features in the magnetoconductance indicates a separation of top and bottom conduction layers with increasing BSTS thickness. By temperature- and gate-dependent transport measurements, we show that the thin BS seed layer can be completely depleted within the heterostructure and demonstrate electrostatic tuning of the bands via a back gate throughout the whole sample thickness.



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Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review Materials
Verlag:AMER PHYSICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:COLLEGE PK
Band:5
Seitenbereich:014202
Datum11 Januar 2021
InstitutionenPhysik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Dominique Bougeard
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Dominique Bougeard
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Prof. Jörg Wunderlich
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevMaterials.5.014202DOI
Stichwörter / KeywordsSINGLE DIRAC CONE; MAGNETORESISTANCE; SRTIO3
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenZum Teil
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-450426
Dokumenten-ID45042

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