CC BY
0ТРАНСПОРТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТА БЛИЗОСТИ ТОНКОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ ПЛЁНКИ НА ТОПОЛОГИЧЕСКОМ ИЗОЛЯТОРЕ
Bii.o8Sno.o2Sbo.9Te2S
Сахин В.О., Куковицкий Е.Ф., Лядов Н.М., Камашев А.А., Гарифьянов Н.Н.,
Таланов Ю.И.
КФТИ им. Е.К. Завойского ФИЦ "Казанский научный центр РАН", Казань, Россия,
vsakhin@yahoo.com
Топологические изоляторы (ТИ) - класс соединений, являющихся зонными изоляторами в объеме и обладающими поверхностным проводящим состоянием. Гетероструктуры сверхпроводник/ТИ привлекают к себе внимание как один из путей создания системы с так называемой топологической сверхпроводимостью [1]. Такая система может быть использована для наблюдения майорановских состояний и, в перспективе, для использования в спинтронике [2]. В современных исследованиях в качестве ТИ используются наиболее легко синтезируемые соединения такие как BÍ2Se3[3] или BÍ2Te3 [4], недостаток которых состоит в большой концентрации носителей заряда в объеме, что затрудняет исследование свойств поверхностного проводящего состояния ТИ в транспортных измерениях. В нашей работе мы использовали компенсированный ТИ Bii.osSno.o2Sbo.9Te2S (BSSTS), приготовленный по технологии, изложенной в [5], в котором за счёт внесения ионов Sb и S уменьшается объемная концентрация носителей и при температурах T<100 K проводимость всего образца определяется проводимостью поверхностного проводящего состояния. При этом величина энергетической щели в объеме ТИ составляет 165 мэВ [6].
В рамках данной работы была создана серия гетероструктур Pb/BSSTS с различной толщиной слоя свинца, которые были исследованы транспортными методами. При толщинах менее 20 нм Pb образует на поверхности BSSTS не сплошной слой, а отдельные островки. При этом при толщине слоя Pb вплоть до 5 нм не происходит подавления Te плёнки Pb на BSSTS, Te остаётся близкой к величине Te в объемном Pb (7.2 К). Другая серия гетероструктур была изготовлена при помощи масок различной конфигурации. На образцах из этой серии островки Pb на поверхности BSSTS были разнесены на заданное расстояние от 30 до 150 мкм, однако и в этом случае не произошло подавления Te слоя Pb. В образцах с не сплошным слоем Pb сверхпроводящий переход имеет сложную структуру, которая, как мы предполагаем, свидетельствует о наличии сверхпроводящих корреляций в поверхностном слое ТИ.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 21-72-20153.
Литература
1. Sato M., Ando Y. // Rep. Prog. Phys. - 2017. - No. 80. - P. 076501.
2. Fu L., Kane C.L. // Phys. Rev. Lett. - 2008. - No. 100. - P. 096407.
3. Mlack J.T., Rahman A., Danda G., Drichko N., Friedensen S., Drndic M., Markovic N. // ACS Nano. - 2017. - No. 11. - I. 6. P. 5873-5878.
4. Stolyarov V., Pons S., Vlaic S., Remizov S., Shapiro D., et al.. //. Journal of Physical Chemistry Letters, American Chemical Society. - 2021. - No. 12. - P. 9068-9075.
5. Kushwaha S. K., Pletikosic I., Liang T., Gyenis A., Lapidus S. H., Tian Y., Zhao H., Burch K., Lin J., Wang W. // Nature Communications. - 2016. - No. 7. - P. 11456.
6. Sakhin V., Kukovitsky E., Talanov Y., Teitel'baum G., Morgun L., Borisov A., Usoltsev A., Pudalov V. // Jetp. Lett. - 2021. - No. 115. - P. 239-244.
