Temperature Dependence of Bilinear Magnetoelectric Resistance (BMR) in Topological Insulator Bi₂Se₃

본 연구에서는 (100) 결정 방향을 갖는 GaAs 기판 위에 증착된 위상 절연체 Bi₂Se₃의 Bilinear Magnetoelectric Resistance (BMR) 현상을 측정하고, 이 결과로부터 라쉬바 궤도 결합에 의해 생긴 스핀이 수직 방향으로 기울어진 정도를 시료의 온도를 변화시키며(10~60 K) 측정해 보았다. 이 측정을 통해 라쉬바 궤도에 작용하는 hexagonal warping의 세기를 나타내는 상수인 λ를 구할 수 있었고, 이 결과를 이용하여 시료의 방향에 따른 스핀의 수직 방향 편향 정도를 계산해 보았다. 또한 λ와 페르미 전자 농도와의 관계를 알아보기 위해, 10~60 K 측정 온도 구간에서 홀 효과 측정에 의한 2차원 전자 농도를 계산하였고, 극저온에서 유의미한 관련성을 발견하였다. 이 실험 결과는 위상 절연체의 스핀-운동량 잠금(spin-momentum locking) 현상이 온도에 따른 전자 농도의 변화와 연관되어 있음을 시사한다.