Топологические переходы Лифшица, индуцированные деформацией и легированием в монокристаллических нитях висмута

Анотація

Исследованы особенности проявления электронных топологических переходов Лифшица (ЭТП) в нитях висмута в стеклянной оболочке при качественном изменении топологии поверхности Ферми. Варьирование параметров энергетического спектра осуществлялось легированием Bi акцепторной примесью Sn и упругой деформацией растяжения до 2% относительного удлинения в слаболегированных нитях Bi р-типа. Монокристаллические нити чистого и легированного висмута в стеклянной оболочке различных диаметров с ориентацией (1011) вдоль оси получали литьем из жидкой фазы по методу Улитовского. Впервые обнаружены аномалии на температурных зависимостях термоэдс α(Т) в виде тройной смены знака α (при сильном легировании нитей Bi акцепторной примесью Sn), вызванные ЭТП. Концентрационное и энергетическое положение Σ-зоны при сильном легировании висмута Sn оценивалось с помощью осцилляций Шубникова–де Гааза, которые были видны как от L-электронов, так и от T-дырок в магнитных полях до 14 Тл. Показано, что электронные топологические переходы Лифшица при упругой деформации слаболегированных нитей Bi р-типа сопровождаются аномалиями на деформационных зависимостях термоэдс при низких температурах. Эффект интерпретируется с точки зрения возникновения селективного канала рассеяния L- носителей в T-зону с большой плотностью состояний, что хорошо согласуется с существующими теоретическими моделями ЭТП.