Fermi surface evolution of Na-doped PbTe studied through density functional theory calculations and Shubnikov–de Haas measurements

凝聚态物理 密度泛函理论 费米面 兴奋剂 曲面(拓扑) 舒布尼科夫-德哈斯效应 物理 材料科学 量子力学 数学 量子振荡 几何学 超导电性
作者
Paula Giraldo‐Gallo,Boris Sangiorgio,Philip Walmsley,H. J. Silverstein,M. Fechner,Scott Riggs,T. H. Geballe,Nicola A. Spaldin,I. R. Fisher
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:94 (19) 被引量:14
标识
DOI:10.1103/physrevb.94.195141
摘要

We present a combined experimental and theoretical study of the evolution of the low-temperature Fermi surface of lead telluride, PbTe, when holes are introduced through sodium substitution on the lead site. Our Shubnikov-de-Haas measurements for samples with carrier concentrations up to $9.4\times10^{19}$cm$^{-3}$ (0.62 Na atomic $\%$) show the qualitative features of the Fermi surface evolution (topology and effective mass) predicted by our density functional (DFT) calculations within the generalized gradient approximation (GGA): we obtain perfect ellipsoidal L-pockets at low and intermediate carrier concentrations, evolution away from ideal ellipsoidicity for the highest doping studied, and cyclotron effective masses increasing monotonically with doping level, implying deviations from perfect parabolicity throughout the whole band. Our measurements show, however, that standard DFT calculations underestimate the energy difference between the L-point and $\Sigma$-line valence band maxima, since our data are consistent with occupation of a single Fermi surface pocket over the entire doping range studied, whereas the calculations predict an occupation of the $\Sigma$-pockets at higher doping. Our results for low and intermediate compositions are consistent with a non-parabolic Kane-model dispersion, in which the L-pockets are ellipsoids of fixed anisotropy throughout the band, but the effective masses depend strongly on Fermi energy.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
zaozao完成签到,获得积分10
刚刚
迟雾完成签到,获得积分10
1秒前
爆米花应助lai采纳,获得10
2秒前
迅速的菲鹰完成签到,获得积分10
4秒前
英姑应助HHZ采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
易烟关注了科研通微信公众号
9秒前
FLY完成签到,获得积分10
9秒前
动次打次发布了新的文献求助10
10秒前
xyz完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Barista发布了新的文献求助10
13秒前
郭松林完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
弥谷完成签到,获得积分10
15秒前
今后应助刘坦苇采纳,获得10
16秒前
NEIL发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
深情安青应助化学y采纳,获得10
17秒前
非理性人群完成签到 ,获得积分10
18秒前
科研通AI6.3应助雍祀卿采纳,获得10
18秒前
Hello应助Barista采纳,获得10
19秒前
弥谷发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
璐璐完成签到,获得积分10
20秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
dujiaxin杜应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
典雅碧空应助11采纳,获得10
21秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得30
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440281
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254111
关于积分的说明 17569603
捐赠科研通 5498467
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899758
邀请新用户注册赠送积分活动 1876460
关于科研通互助平台的介绍 1716834