Non-Parabolicity of the Highest Valence Band of Bi2Te3 from Shubnikov-de Haas Effect

The valence band mass parameters are evaluated from the Shubnikov-de Haas effect in stationary fields up to B = 10T magnetic induction. The hole concentrations of the samples ranged from 5 × 1017 to 1.1 × 1019 cm−3. The ellipsoidal six-valley model is confirmed, but in contradiction to earlier reported results the cyclotron masses depend on energy, though the shape of the Fermi surfaces does not vary with increasing oarrier concentration. The extrapolated band edge cyclotron mass for B parallel to the trigonal axis is 0.08%m0 ± 5%, for the density-of-states mass of a single valley at the valence band top 0.106%m0 ± 10% is obtained, which corresponds to the integral density-of-states mass at the band edge of 0.35%m0 ± 10%. The tilt angle ν = 31.5° ± 10% of the ellipsoidal main axes relative to the crystal axes is higher than published earlier. Die Valenzband-Massenparameter werden aus dem Shubnikov-de Haas-Effekt in stationaren Magnetfeldern bis B = 10 T Flusdichte ausgewertet. Die Defektelektronendichten liegen zwischen 5 × 1017 und 1,1 × 1019 cm−3. Das Sechs-Ellipsoid-Modell wird bestatigt, jedoch hangen im Gegensatz zu fruher veroffentlichten Ergebnissen die Zyklotronmassen von der Energie ab, obwohl sich die Gestalt der Fermiflachen mit wachsender Ladungs- tragerkonzentration nicht andert. Die extrapolierte Bandkanten-Zyklotronmasse betragt 0,08m0, ± 5% fur B parallel zur trigonalen Achse, fur die Zustandsdichtemasse eines Ellip- soids im Valenzbandmaximum wird 0,106m0 ± 10% erhalten, was einer integralen Zu- standsdichtemasse von 0,35m0 ± 10% an der Bandkante entspricht. Der Neigungswinkel ν = 31,5° ± 10% der Ellipsoidhauptachsen gegen die Kristallachsen ist groser als fruher veroffentlicht.