Thermopower and magnetotransport properties of Bi100−xSbx topological insulator thin films prepared by flash evaporation

We have measured the temperature dependence of resistance R(T), thermopower S(T), magnetoresistance (MR) and the Hall effect (HE) of Bi80Sb20, Bi85Sb15 and Bi90Sb10 topological insulator thin films. Samples were prepared by sequential flash-evaporation at room temperature and annealing at T = 350 K. The R(T) of the three investigated samples show metallic-like behavior at temperatures less than T = 75 K, while at higher temperatures, R(T) curves show a semiconducting-like behavior. The thermopower S(T) of the three investigated samples is negative in the entire temperature range measured in this work, with a linear behavior from 5 K up to ≈100 K. The magnetoresistance of all samples is positive with a small temperature dependence. The highest MR(B = 7 T) was observed in Bi85Sb15 with a ≈600% and ≈125% change at 5 K and 300 K, respectively. Clear evidence of weak antilocalization contribution to the MR was observed only in sample Bi85Sb15 at temperatures T < 75 K. Quantum oscillations in the MR originating from the Fermi surface, which has a clear two-dimensional character, were observed in sample Bi85Sb15 up to ≈21 K. Carrier mobility information of sample Bi85Sb15 was extracted from low field HE data, showing a remarkably high value of μ ≈ 2.8 × 104 cm2/Vs at 5 K, with a small decrease for increasing temperature.Fil: Osmic, E.. Universitat Leipzig. Felix Bloch Institut Fur Festkorperphysik.; AlemaniaFil: Barzola Quiquia, Jose Luis. Universitat Leipzig. Felix Bloch Institut Fur Festkorperphysik.; AlemaniaFil: Böhlmann, W.. Universitat Leipzig. Felix Bloch Institut Fur Festkorperphysik.; AlemaniaFil: Bercoff, Paula Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Venosta, Lisandro Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Häussler, P.. Chemnitz University Of Technology; Alemani

Charge transfer-induced magnetic exchange bias and electron localization in (111)- and (001)-oriented LaNiO3/LaMnO3 superlattices

High-quality lattice-matched LaNiO3/LaMnO3 superlattices with monolayer terrace structure have been grown on both (111)- and (001)-oriented SrTiO3 substrates by pulsed laser deposition. In contrast to the previously reported experiments, a magnetic exchange bias is observed that reproducibly occurs in both (111)- and (001)-oriented superlattices with the thin single layers of 5 and 7 unit cells, respectively. The exchange bias is theoretically explained by charge transfer-induced magnetic moments at Ni atoms. Furthermore, magnetization data at low temperature suggest two magnetic phases in the superlattices, with Néel temperature around 10 K. Electrical transport measurements reveal a metal-insulator transition with strong localization of electrons in the superlattices with the thin LaNiO3 layers of 4 unit cells, in which the electrical transport is dominated by two-dimensional variable range hopping

Defect spectroscopy of single ZnO microwires

The point defects of single ZnO microwires grown by carbothermal reduction were studied by microphotoluminescence, photoresistance excitation spectra, and resistance as a function of the temperature. We found the deep level defect density profile along the microwire showing that the concentration of defects decreases from the base to the tip of the microwires and this effect correlates with a band gap narrowing. The results show a characteristic deep defect levels inside the gap at 0.88 eV from the top of the VB. The resistance as a function of the temperature shows defect levels next to the bottom of the CB at 110 meV and a mean defect concentration of 4 1018 cm3 . This combination of techniques allows us to study the band gap values and defects states inside the gap in single ZnO microwires and opens the possibility to be used as a defect spectroscopy method.Fil: Villafuerte, Manuel Jose. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ferreyra, J. M.. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; ArgentinaFil: Zapata, C.. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; ArgentinaFil: Barzola Quiquia, J.. University of Leipzig; AlemaniaFil: Iikawa, F.. Instituto de Física “Gleb Wataghin"; BrasilFil: Esquinazi, P.. University of Leipzig; AlemaniaFil: Huleani, S. P.. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Física. Laboratorio de Física del Solido; ArgentinaFil: de Lima, M. M.. Universidad de Valencia; EspañaFil: Cantarero, A.. Universidad de Valencia; Españ

Szenarien der Strukturbildung in Al100-xÜMx-Legierungen und Halbleitern sowie Konsequenzen daraus für elektronischen Transport

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Strukturbildung in amorphen Al-ÜM-Legierungen, Quasikristallen und amorphen Halbleitern, sowie die Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit der elektrischen Transportgrößen Widerstand und Thermokraft untersucht. Die Legierungen wurden in Form dünner Schichten durch abschreckende Kondensation aus der Dampfphase hergestellt. Die atomare Struktur wurde durch Elektronenbeugung analysiert. Für die Beschreibung der atomaren Struktur werden der Durchmesser der Fermikugel (im k-Raum) und die Friedel-Wellenlänge (im r-Raum) als interne Skalen benutzt. Nach der Skalierung der atomaren Struktur mit diesen Größen zeigen sich große Ähnlichkeiten zwischen ganz verschiedenen Systemen. Durch Kombination der Strukturdaten mit elektronischen Transportgrößen ist es möglich, ein bereits bekanntes Szenarium der Strukturbildung, das auf Resonanzen zwischen dem Elektronensystem als Ganzem und der sich bildenten statischen Struktur der Ionen aufgebaut ist, zu erweitern. Bei der Strukturbildung und ihrem Einfluß auf die elektronischen Transporteigenschaften und die Stabilität der amorphen Phase wird bei den Al-ÜM-Legierungen der Einfluss eines Hybridisierungsmechanismus zwischen den Alp- und den TMd-Elektronen diskutiert. Für die Beschreibung der atomaren Struktur der Al-ÜM-Legierungen wird außer der schon bekannten sphärisch-periodischen Ordnung ein neuer Typ von Ordnung beobachtet, welcher eine lokale Winkelordnung verursacht. Die sphärisch-periodische und die Winkelordnung lassen sich bei der Untersuchung mit verschiedenen Anlasstemperaturen, insbesondere bei den Proben, die einen kontinuierlichen Übergang von amorpher zu quasikristalliner Phase ausführen, beobachten. Die sphärisch-periodische Ordnung führt zu einem breiten Pseudogap in der elektronischen Zustandsdichte bei EF , die Winkelkorrelation bei Quasikristallen, durch die relativ weit reichende Ordnung, zu einem scharfen Pseudogap. Die Änderung der elektronischen Eigenschaften in der amorphen und quasikristallinen Phase als Funktion der Übergangsmetalle aber auch als Funktion der Temperatur kann quantitativ mit dem Konzept der Spektralleitfähigkeit beschrieben werden, das auf zwei Pseudo-Energerielücken an der Fermikante beruht. Die Resonanz, die zu Winkelkorrelationen führt, wird bei amorphen Halbleitern weiter getestet. Es werden dazu sowohl reine Elemente als auch binäre Legierungen untersucht

Strong out-of-plane magnetic anisotropy in ion irradiated anatase TiO2 thin films

The temperature and field dependence of the magnetization of epitaxial, undoped anatase TiO2 thin films on SrTiO3 substrates was investigated. Low-energy ion irradiation was used to modify the surface of the films within a few nanometers, yet with high enough energy to produce oxygen and titanium vacancies. The as-prepared thin film shows ferromagnetism which increases after irradiation with low-energy ions. An optimal and clear magnetic anisotropy was observed after the first irradiation, opposite to the expected form anisotropy. Taking into account the experimental parameters, titanium vacancies as di-Frenkel pairs appear to be responsible for the enhanced ferromagnetism and the strong anisotropy observed in our films. The magnetic impurities concentrations was measured by particle-induced X-ray emission with ppm resolution. They are ruled out as a source of the observed ferromagnetism before and after irradiation