@phdthesis{Thienel2015,
  author    = {Thienel, Cornelius},
  title     = {Exploring the transport properties of the three-dimensional topological insulator material HgTe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122031},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {In der vorliegenden Dissertation werden die Transporteigenschaften von verspannten HgTe-Volumenkristallen untersucht. Verspanntes HgTe stellt einen dreidimensionalen topologischen Isolator dar und ist zur Erkundung von topologischen Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nden von speziellem Interesse, da es mit Hilfe von Molekularstrahlepitaxie in hoher Kristallqualit{\"a}t gewachsen werden kann. Die niedrige Defektdichte f{\"u}hrt zu beachtlichen Ladungstr{\"a}gerbeweglichkeiten, die deutlich {\"u}ber denen anderer topologischer Isolatoren liegen. Verspanntes HgTe hat jedoch eine kleine Energiel{\"u}cke von ca. 20 meV. Deshalb ist es f{\"u}r eine m{\"o}gliche Verwendung des Materials ein wichtiger Aspekt, in welchem Parameterbereich Oberfl{\"a}chentransport stattfindet. Um dieser Frage nachzugehen, werden die HgTe-Proben bei tiefen Temperaturen (T < 100 mK) und unter dem Einfluss hoher Magnetfelder in verschiedenen Orientierungen untersucht. Der Einfluss von Gate-Elektroden ober- und unterhalb der Struktur sowie von Deckschichten, die die Oberfl{\"a}chen sch{\"u}tzen, wird diskutiert. Basierend auf einer Analyse des Quanten-Hall-Effekts wird gezeigt, dass der Transport in diesem Material von topologischen Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nden dominiert ist. Die Abh{\"a}ngigkeit der topologischen Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nde von der Gate-Spannung wird dargestellt. Durch diese Abh{\"a}ngigkeit ist es zum ersten Mal m{\"o}glich, eine ungerade ganzzahlige Quanten-Hall-Plateau Sequenz nachzuweisen, die von den Oberfl{\"a}chen senkrecht zum Magnetfeld stammt. Des Weiteren wird im Rahmen dieser Arbeit in Proben hoher Oberfl{\"a}chenqualit{\"a}t zum ersten Mal f{\"u}r einen 3D TI der p-Typ QHE der Oberfl{\"a}chenzust{\"a}nde beobachtet. Aus der Gate-Abh{\"a}ngigkeit der Messungen wird geschlossen, dass das Abschirmverhalten in 3D TIs nicht trivial ist. Die Transportdaten werden mit Hilfe von intuitiven theoretischen Modellen auf qualitative Weise analysiert.},
  subject      = {Topologischer Isolator},
  language  = {en}
}
@article{BrueneThienelStuiberetal.2014,
  author    = {Br{\"u}ne, Christoph and Thienel, Cornelius and Stuiber, Michael and B{\"o}ttcher, Jan and Buhmann, Hartmut and Novik, Elena G. and Liu, Chao-Xing and Hankiewicz, Ewelina M. and Molenkamp, Laurens W.},
  title     = {Dirac-Screening Stabilized Surface-State Transport in a Topological Insulator},
  series = {Physical Review X},
  volume    = {4},
  journal   = {Physical Review X},
  number    = {4},
  issn      = {2160-3308},
  doi       = {10.1103/PhysRevX.4.041045},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-118091},
  pages     = {041045},
  year      = {2014},
  abstract  = {We report magnetotransport studies on a gated strained HgTe device. This material is a three-dimensional topological insulator and exclusively shows surface-state transport. Remarkably, the Landau-level dispersion and the accuracy of the Hall quantization remain unchanged over a wide density range (3×1011  cm-2<n<2×1012  cm-2). These observations imply that even at large carrier densities, the transport is surface-state dominated, where bulk transport would have been expected to coexist already. Moreover, the density dependence of the Dirac-type quantum Hall effect allows us to identify the contributions from the individual surfaces. A k⋅p model can describe the experiments but only when assuming a steep band bending across the regions where the topological surface states are contained. This steep potential originates from the specific screening properties of Dirac systems and causes the gate voltage to influence the position of the Dirac points rather than that of the Fermi level.},
  language  = {en}
}