| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21c.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34R/3TH8PAL | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/06.25.17.27 | |||||||||
| Última Atualização | 2019:08.23.11.35.52 (UTC) administrator | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/06.25.17.27.57 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2022:08.22.23.43.10 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-18215-TDI/2899 | |||||||||
| Chave de Citação | Okazaki:2019:InPrMa | |||||||||
| Título | Investigação das propriedades de magnetotransporte no isolante topológico cristalino telureto de chumbo e estanho  | |||||||||
| Título Alternativo | Magnetotransport properties investigation of the topological crystalline insulator lead tin telluride | |||||||||
| Curso | CMS-ETES-SESPG-INPE-MCTIC-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2019 | |||||||||
| Data | 2019-06-03 | |||||||||
| Data de Acesso | 08 maio 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 91 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 5218 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Okazaki, Anderson Kenji | |||||||||
| Banca | Rappl, Paulo Henrique de Oliveira (presidente/orientador) Abramof, Eduardo (orientador) Corat, Evaldo José Barreto, Patrícia Regina Pereira Peres, Marcelos Lima Teles, Lara Kühl | |||||||||
| Endereço de e-Mail | anderson.okazaki@gmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2019-06-25 17:28:54 :: anderson.okazaki@gmail.com -> pubtc@inpe.br :: 2019-07-04 18:01:06 :: pubtc@inpe.br -> anderson.okazaki@gmail.com :: 2019-07-10 14:46:38 :: anderson.okazaki@gmail.com -> pubtc@inpe.br :: 2019-07-10 17:16:34 :: pubtc@inpe.br -> administrator :: 2019-08-23 11:27:10 :: administrator -> simone :: 2019-08-30 15:06:59 :: simone -> administrator :: 2019-09-13 11:16:31 :: administrator -> simone :: 2019-09-13 15:02:37 :: simone -> administrator :: 2022-05-26 11:05:07 :: administrator -> simone :: 2022-05-26 11:05:24 :: simone :: -> 2019 2022-05-26 11:05:26 :: simone -> administrator :: 2019 2022-08-22 23:43:10 :: administrator -> simone :: 2019 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | telureto de chumbo e estanho epitaxia de feixe molecular isolante topológico cristalino magnetorresistência longitudinal oscilações de Shubnikov-de Haas lead tin telluride molecular beam epitaxy topological crystalline insulator longitudinal magnetoresistance Shubnikov-de Haas oscillations | |||||||||
| Resumo | O composto semicondutor Pb1-xSnxTe foi recentemente revelado como um isolante topológico cristalino que apresenta uma transição de isolante trivial para topológico acima da composição crítica xc de Sn onde ocorre a inversão de bandas. Este trabalho visa investigar as propriedades de magnetotransporte em toda a faixa de composição da liga em intensos campos magnéticos B de até 30 T. Para tanto, filmes monocristalinos de Pb1-xSnxTe (0 ≤ x ≤ 1) foram crescidos por epitaxia de feixe molecular sobre substratos de BaF2 (111). A caracterização elétrica a baixo campo (B = 0,7 T) e a 12 K mostrou que a densidade de portadores do tipo-p e a mobilidade Hall variam de 2,6 × 1017 a 1,9 × 1020 cm-3 e de 23 000 a 1 500 cm²/Vs, respectivamente, assim que a composição da liga muda do PbTe para o SnTe. As medições da resistência longitudinal, Rxx, até B = 30 T revelam oscilações quânticas de Shubnikov-de Haas (SdH) para filmes com x ≥ 0,70. As oscilações SdH mais intensas ocorrem no SnTe e, por isso, permitem uma análise detalhada nesse material. A segunda derivada (-d²Rxx/dB²) versus 1/B apresenta um claro padrão de batimento a 4,2 K que persisti até 80 K. A análise da transformada rápida de Fourier (FFT) revela que as oscilações são compostas de duas componentes com frequências próximas. A massa ciclotrônica correspondente a cada frequência foi determinada pelo amortecimento térmico da amplitude FFT e concorda com os valores publicados na literatura para o SnTe. Como o SnTe tem elipsoides de Fermi alongados, o comportamento 1/costheta, observado na dependência angular de ambas as frequências SdH, não é suficiente para garantir a condução pelos estados de superfície. O ajuste das componentes oscilatórias de Rxx à equação de Lifshitz-Kosevich confirmam as duas frequências, o que permiti extrair as fases de Berry dos portadores de carga. As análises demonstram que as componentes oscilatórias surgem da divisão do elipsoide longitudinal do SnTe volumétrico devido ao efeito Rashba de polarização de spin que coexiste com a fase topológica. Devido a uma grande magnetorresistência de fundo, as amostras com concentração de Sn abaixo de 0,70 não são capazes de produzir oscilações intensas o suficiente para possibilitar a análise do transporte de cargas. Porém, o amortecimento térmico das oscilações nas amostras com x ≥ 0,70 permite observar a diminuição da massa efetiva ciclotrônica com o aumento de x, que é uma evidência da mudança da superfície de Fermi em função da composição de Sn na liga. A aplicação do campo magnético simultaneamente paralelo à superfície da amostra e à direção da corrente, revelou que a magnetorresistência longitudinal negativa não é uma característica exclusiva dos isolantes topológicos, mas que pode ser uma propriedade geral de metais e semicondutores afetada pela distorção das linhas de campo elétrico. No Pb1-xSnxTe, essa alteração das linhas equipotenciais é blindada pela fase ferroelétrica que tem a temperatura de transição diminuída com a redução de Sn na liga. ABSTRACT: The semiconductor compound Pb1-xSnxTe has recently been revealed as a topological crystalline insulator, which presents a transition from trivial to topological insulator above a critical Sn composition, xc, where the band inversion occurs. This work aims the investigation of the Pb1-xSnxTe magnetotransport properties covering the entire composition range at intense magnetic field B up to 30 T. For this purpose, monocrystalline Pb1-xSnxTe films (0 ≤ x ≤ 1) were grown by molecular beam epitaxy on (111) BaF2 substrates. The electrical characterization at low field (B = 0.7 T) and 12 K showed that the p-type carrier density and Hall mobility varied from 2.6 × 1017 to 1.9 × 1020 cm-3 and from 23,000 to 1,500 cm²/Vs, respectively, as the Sn content increased from PbTe to SnTe. The longitudinal resistance, Rxx, measurements up to B = 30 T revealed Shubnikov-de Haas (SdH) quantum oscillations for films with x ≥ 0.70. The most intense SdH oscillations occurred for SnTe that allowed a detailed analysis for this material. Second derivative (-d²Rxx/dB²) versus 1/B exhibited a clear beating pattern at 4.2 K, which persisted until 80 K. From fast Fourier transform (FFT) analysis was demonstrated that the oscillations are composed by two components with close frequencies. The cyclotron mass correspondent to each frequency was determined by the thermal damping of FFT amplitude and agree with the values published in literature for SnTe. As SnTe has elongated Fermi ellipsoids, the 1/costheta dependence obtained in the angular evolution of both SdH frequencies is not enough to ensure conduction via surface states. The Lifshitz-Kosevich fitting of the Rxx oscillatory components confirmed the two frequencies and allowed to extract the Berrys phases of the carriers. The analyses show that the oscillatory components originate from SnTe bulk longitudinal ellipsoid spin splitting due to Rashba effect, which coexists with the topological phase. Due to a large background magnetoresistance, the samples with Sn content lower than 0.70 were not able to produce oscillations with enough intensity to allow the carriers transport analyses. However, the thermal damping of the oscillations in the samples with x ≥ 0.70 permitted to observe the effective cyclotron mass reduction with increasing x, which is an evidence of the Fermi surface alteration as the Sn content changes. The negative longitudinal magnetoresistance observed with the magnetic field applied simultaneously parallel to the sample surface and to the current direction is not an exclusive feature of topological insulators but can be a general property of metals and semiconductors affected by the electric field lines distortion. In Pb1-xSnxTe, this modification of the equipotential lines is shielded by ferroelectric phase, whose transition temperature diminishes with the Sn content reduction in the alloy. | |||||||||
| Área | ETES | |||||||||
| Arranjo | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Investigação das propriedades... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
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| Conteúdo da Pasta agreement |
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| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3TH8PAL | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://mtc-m21c.sid.inpe.br/zip/8JMKD3MGP3W34R/3TH8PAL | |||||||||
| Idioma | pt | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | anderson.okazaki@gmail.com gabinete@inpe.br pubtc@inpe.br | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.20.35 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2017/11.22.19.04.03 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F358GL | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2017/11.22.19.04 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||
| 7. Controle da descrição | ||||||||||
| e-Mail (login) | simone | |||||||||
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