Кроссовер слабая локализация – слабая антилокализация в двумерных материалах со спин-орбитальным взаимодействием

Abstract

Изучены закономерности проявления слабой локализации и антилокализации в графене с усиленным спин-орбитальным взаимодействием, а также в топологическом изоляторе со щелью в поверхностных состояниях, индуцируемой магнитными примесями. Установлены параметры, характеризующие проявление слабой локализации, антилокализации и кроссовера между ними. Определены квантовые поправки к проводимости графена в единицах e2/h = 38,64 мкСм для различных соотношений между характерными временами сбоя фазы (расфазировки) и спин-орбитального рассеяния. Установлено, что при относительно большом времени спин-орбитального рассеяния, не менее 10–10 с, оно не влияет на поправку к проводимости, и ее значение определяется временем расфазировки и временами междолинного и внутридолинного рассеяния. Влияние спин-орбитального рассеяния заключается в подавлении слабой антилокализации. Оно приводит к перевороту спина электрона проводимости при упругом рассеянии, интерференционная картина слабой локализации усложняется за счет перемешивания спиновых состояний. Знак квантовой поправки зависит от того, какое спиновое состояние дает больший вклад.