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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2024

01.04.2024

Investigation of magnetotransport properties of topological surface states in SnBi4Te7 single crystal

verfasst von: Sanand Kumar Pradhan, Priyanath Mal, Sharadnarayan Pradhan, Archana Lakhani, Dinesh Kumar, Bipul Das, Bheema Lingam Chittari, P. Rambabu, G. R. Turpu, Pradip Das

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2024

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Abstract

The magnetotransport properties of SnBi4Te7 single crystal are presented here. The magnetoresistance measurements uncover the presence of a weak antilocalization (WAL) effect. A modified Hikami–Larkin–Nagaoka equation is used to fit the behavior of the low field magnetotransport, and two important parameters are extracted: the pre-factor (α) and the phase coherence lengths (lϕ). The estimated α value, particularly at lower temperatures, is closed to one, signifying the two surface states are separated by insulating bulk. However, this dominance diminishes as the temperature increases from the lowest measured temperature (T = 2 K). Phase coherence length’s temperature dependence is explained by two-dimensional (2D) electron–electron (ee) and 2D electron–phonon (ep) interactions. The three-dimensional (3D) WAL and the 2D WAL/electron–electron interactions model agree with the temperature-dependent resistivity data. The measured Hall resistivity of the single crystal indicates that the holes are the majority carriers. The existence of non-trivial topological surface states is also confirmed through electronic structure calculations, which reveal the presence of (0;001) Z2 topological invariants.

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Metadaten
Titel
Investigation of magnetotransport properties of topological surface states in SnBi4Te7 single crystal
verfasst von
Sanand Kumar Pradhan
Priyanath Mal
Sharadnarayan Pradhan
Archana Lakhani
Dinesh Kumar
Bipul Das
Bheema Lingam Chittari
P. Rambabu
G. R. Turpu
Pradip Das
Publikationsdatum
01.04.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2024
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-024-12477-9

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