Bismuth-containing compounds inherit the high spin-orbit coupling and bandgap bowing effects of the Bi atom. Here, we report the growth of InBi films using molecular beam epitaxy. By growing in a Bi-rich regime, we obtain coalesced and crystalline films with a sharp interface to the high-resistivity Si(111) substrate. Temperature-dependent transport and resistivity measurements exhibit a nonlinear Hall effect and parabolic magnetoresistance, suggesting two-carrier semimetallic behavior. In In-rich films, metallic temperature-dependent resistivity is observed. In Bi-rich films, we observed semiconductorlike temperature-dependent resistivity as well as superconductivity.
REFERENCES
1.
L.
Shubnikov
and W. J.
de Haas
, Commun. Phys. Lab. Leiden
, Report Nos. 207a, 207b, 207c, 207d, 210a, 210b (1930
).2.
W. J.
de Haas
and P. M.
van Alphen
, Commun. Phys. Lab. Leiden
, Report Nos. 212a, 220d (1930
).3.
N.
Xu
, Y.
Xu
, and J.
Zhu
, npj Q. Mater.
2
, 51
(2017
). 4.
L.
Fu
and C. L.
Kane
, Phys. Rev. B
76
, 1
(2007
). 5.
H.
Zhang
, C.-X.
Liu
, X.-L.
Qi
, X.
Dai
, Z.
Fang
, and S.-C.
Zhang
, Nat. Phys.
5
, 438
(2009
). 6.
A. R.
Mellnik
, J. S.
Lee
, A.
Richardella
, J. L.
Grab
, P. J.
Mintun
, M. H.
Fischer
, A.
Vaezi
, A.
Manchon
, E.-A.
Kim
, N.
Samarth
, and D. C.
Ralph
, Nature
511
, 449
(2014
). 7.
Y.
Niimi
, Y.
Kawanishi
, D. H.
Wei
, C.
Deranlot
, H. X.
Yang
, M.
Chshiev
, T.
Valet
, A.
Fert
, and Y.
Otani
, Phys. Rev. Lett.
109
, 156602
(2012
). 8.
X.
Wang
, G.
Bian
, C.
Xu
, P.
Wang
, H.
Hu
, W.
Zhou
, S. A.
Brown
, and T.-C.
Chiang
, Nanotechnology
28
, 395706
(2017
). 9.
S.
Tixier
, M.
Adamcyk
, T.
Tiedje
, S.
Francoeur
, A.
Mascarenhas
, P.
Wei
, and F.
Schiettekatte
, Appl. Phys. Lett.
82
, 2245
(2003
). 10.
J. N.
Baillargeon
, K. Y.
Cheng
, G. E.
Hofler
, P. J.
Pearah
, and K. C.
Hsieh
, Appl. Phys. Lett.
60
, 2540
(1992
). 11.
M. S. M.
Weyers
, Appl. Phys. Lett.
62
, 1396
(1993
). 12.
D. G.
Thomas
, J. J.
Hopfield
, and C. J.
Frosch
, Phys. Rev. Lett.
15
, 857
(1965
). 13.
F. A.
Trumbore
, M.
Gershenzon
, and D. G.
Thomas
, Appl. Phys. Lett.
9
, 4
(1966
). 14.
K.
Wang
, Y.
Gu
, H. F.
Zhou
, L. Y.
Zhang
, C. Z.
Kang
, M. J.
Wu
, W. W.
Pan
, P. F.
Lu
, Q.
Gong
, and S. M.
Wang
, Sci. Rep.
4
, 5449
(2015
). 15.
X. Y.
Wu
, K.
Wang
, W. W.
Pan
, P.
Wang
, Y. Y.
Li
, Y. X.
Song
, Y.
Gu
, L.
Yue
, H.
Xu
, Z. P.
Zhang
, J.
Cui
, Q.
Gong
, and S. M.
Wang
, Semicond. Sci. Technol.
30
, 94014
(2015
). 16.
H.
Okamoto
and K.
Oe
, Jap. J. Appl. Phys.
37
, 1608
(1998
). 17.
E. C.
Young
, M. B.
Whitwick
, T.
Tiedje
, and D. A.
Beaton
, Phys. Status Solidi (c)
4
, 1707
(2007
). 18.
T.
Tiedje
, E.
Young
, and A.
Mascarenhas
, Int. J. Nanotechnol.
5
, 963
(2008
). 19.
G.
Vardar
, S. W.
Paleg
, M. V.
Warren
, M.
Kang
, S.
Jeon
, and R. S.
Goldman
, Appl. Phys. Lett.
102
, 042106
(2013
). 20.
J. A.
Steele
, R. A.
Lewis
, J.
Horvat
, M. J. B.
Nancarrow
, M.
Henini
, D.
Fan
, Y. I.
Mazur
, M.
Schmidbauer
, M. E.
Ware
, S.-Q.
Yu
, and G. J.
Salamo
, Sci. Rep.
6
, 28860
(2016
). 21.
Y.
Song
, S.
Wang
, I. S.
Roy
, P.
Shi
, A.
Hallen
, and Z.
Lai
, J. Cryst. Growth
378
, 323
(2013
). 22.
H.
Koch
, I.
Pietzonka
, B.
Galler
, M.
Strassburg
, H.
Kalisch
, A.
Vescan
, and H.-J.
Lugauer
, J. Cryst. Growth
414
, 42
(2015
). 23.
M.
Ferhat
and A.
Zaoui
, Phys. Rev. B
73
, 115107
(2006
). 24.
F.-C.
Chuang
, L.-Z.
Yao
, Z.-Q.
Huang
, Y.-T.
Liu
, C.-H.
Hsu
, T.
Das
, H.
Lin
, and A.
Bansil
, Nano Lett.
14
, 2505
(2014
). 25.
L.-Z.
Yao
, C.-P.
Crisostomo
, C.-C.
Yeh
, S.-M.
Lai
, Z.-Q.
Huang
, C.-H.
Hsu
, F.-C.
Chuang
, H.
Lin
, and A.
Bansil
, Sci. Rep.
5
, 15463
(2015
). 26.
Y.
Ma
, X.
Li
, L.
Kou
, B.
Yan
, C.
Niu
, Y.
Dai
, and T.
Heine
, Phys. Rev. B
91
, 235306
(2015
). 27.
C.-P.
Crisostomo
, L.-Z.
Yao
, Z.-Q.
Huang
, C.-H.
Hsu
, F.-C.
Chuang
, H.
Lin
, M. A.
Albao
, and A.
Bansil
, Nano Lett.
15
, 6568
(2015
). 28.
Y.
Zhang
, H.
Ye
, Z.
Yu
, H.
Gao
, and Y.
Liu
, RSC Adv.
8
, 7022
(2018
). 29.
L.
Nicolaï
, J.
Minár
, J.-M.
Mariot
, U.
Djukic
, M.-C.
Richter
, O.
Heckmann
, T.
Balasubramanian
, M.
Leandersson
, J.
Sadowski
, J.
Braun
, H.
Ebert
, J.
Denlinger
, I.
Vobornik
, J.
Fujii
, M.
Gmitra
, and K.
Hricovini
(2018), e-print arXiv:1806.03061. 30.
Y.
Zhang
, Q.
Xu
, K.
Koepernik
, J.
Gooth
, J.
van den Brink
, C.
Felser
, and Y.
Sun
(2018), e-print arXiv:1805.12049.31.
S.-A.
Ekahana
, S.-C.
Wu
, J.
Jiang
, K.
Okawa
, D.
Prabhakaran
, C.-C.
Hwang
, S.-K.
Mo
, T.
Sasagawa
, C.
Felser
, B.
Yan
, Z.
Liu
, and Y.
Chen
, New J. Phys.
19
, 065007
(2017
). 32.
E.
Trushin
and A.
Görling
, Phys. Rev. Lett.
120
, 146401
(2018
). 33.
R. E.
Jones
and W. B.
Ittner
, Phys. Rev.
113
, 1520
(1959
). 34.
H.
Ullmaier
, R. H.
Kernohan
, E.
Cruceanu
, and E.
Hering
, J. Low Temp. Phys.
5
, 71
(1971
). 35.
V. G.
Tissen
, V. F.
Degtyareva
, M. V.
Nefedova
, E. G.
Ponyatovskii
, and W. B.
Holzapfel
, J. Phys. Condens. Matter
10
, 7303
(1998
). 36.
K.
Nishimura
, Phys. B Condens. Matter
329-333
, 1399
(2003
). 37.
A. C.
Gandhi
and S. Y.
Wu
, Sci. Rep.
7
, 9442
(2017
). 38.
V.
Bhatt
and C.
Desai
, Acta Metall.
28
, 933
(1980
). 39.
B.
Keen
, R.
Makin
, P. A.
Stampe
, R. J.
Kennedy
, S.
Sallis
, L. J.
Piper
, B.
McCombe
, and S. M.
Durbin
, J. Electronic Mater.
43
, 914
(2014
). 40.
C.-H.
Hsu
, Z.-Q.
Huang
, C.-Y.
Lin
, G. M.
Macam
, Y.-Z.
Huang
, D.-S.
Lin
, T. C.
Chiang
, H.
Lin
, F.-C.
Chuang
, and L.
Huang
, Phys. Rev. B
98
, 121404
(2018
). 41.
C.-Y.
Lin
, C.-H.
Hsu
, Y.-Z.
Huang
, S.-C.
Hsieh
, H.-D.
Chen
, L.
Huang
, Z.-Q.
Huang
, F.-C.
Chuang
, and D.-S.
Lin
, Sci. Rep.
9
, 756
(2019
). 42.
H.
Okamoto
, ASM Handbook: Alloy Phase Diagrams (ASM International, 1992), pp. 491–492.43.
I. A.
Lapkina
, O. V.
Sorokina
, and V. V.
Ufimtsev
, Russian J. Inorg. Chem.
31
, 117
(1986
).44.
B. C.
Giessen
, M.
Morris
, and N. J.
Grant
, Trans. Metallurgical Soc. AIME
239
, 883
(1967
).45.
K.
Okawa
, M.
Kanou
, H.
Namiki
, and T.
Sasagawa
, Phys. Rev. Mater.
2
, 124201
(2018
). 46.
C. R.
Ast
and H.
Höchst
, Phys. Rev. Lett.
87
, 177602
(2001
). 47.
T.
Hirahara
, T.
Nagao
, I.
Matsuda
, G.
Bihlmayer
, E. V.
Chulkov
, Y. M.
Koroteev
, P. M.
Echenique
, M.
Saito
, and S.
Hasegawa
, Phys. Rev. Lett.
97
, 146803
(2006
). 48.
Y.
Ohtsubo
, L.
Perfetti
, M. O.
Goerbig
, P. L.
Fèvre
, F.
Bertran
, and A.
Taleb-Ibrahimi
, New J. Phys.
15
, 033041
(2013
). 49.
O.
Prakash
, A.
Kumar
, A.
Thamizhavel
, and S.
Ramakrishnan
, Science
355
, 52
(2017
). © 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
