Bi 2 Se 3 /La 1-x Sr x MnO 3 、Bi 2 Se 3 /FeSe x 异质结的制备及其特性研究

发布时间：2024-02-14 20:34

　　在拓扑绝缘体(TopologicalinsulatorsTI)中,由于较强的自旋-轨道相互作用,导致拓扑绝缘体表面态电子自旋方向与动量被锁定,背散射被抑制,其表面态受到时间反演对称性的保护。这种新奇的量子态在表面拥有一个线性散射的狄拉克圆锥的导电态,体态是具有能隙的绝缘态。这就使得电子在一定的条件下可以在其表面有序的、近乎无能耗的通过。从而可能在量子计算机和自旋电子器件领域大显身手。目前研究较多的拓扑绝缘体材料有Bi₂Se₃、Sb2Te3、Bi2Te3,而Bi₂Se₃具有一个相对较大的能隙(0.3 eV),是可获得的3D拓扑材料中最大的,且表面态的能量散射曲线是一个近似理想的狄拉克圆锥,故常作为拓扑绝缘体的研究对象。通过电子的自旋和轨道运动来传递信息,这一设想是基于量子霍尔效应提出的,长期以来人们一直希望能够实现不需要外磁场的量子霍尔效应,以便将其应用于低能耗的电学器件上。而磁性拓扑绝缘体可能具有的量子反常霍尔效应就可以在零磁场下出现量子霍尔效应。因此,在拓扑绝缘体中引入磁性是解决问题的关键。目前所...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 拓扑绝缘体与霍尔家族的渊源
        1.1.1 霍尔效应
        1.1.2 量子霍尔效应
        1.1.3 拓扑绝缘体
        1.1.4 量子反常霍尔效应
        1.1.5 实现反常量子霍尔效应的途径
    1.2 拓扑绝缘体Bi₂Se₃基异质结的研究现状
        1.2.1 Bi₂Se₃基异质结的制备方法
        1.2.2 Bi₂Se₃基异质结的类型
    1.3 本文的研究思路及主要内容
第2章 样品的制备与表征
    2.1 磁控溅射原理
    2.2 溅射过程中影响薄膜质量的因素
    2.3 薄膜的三种生长模式
    2.4 样品的制备
        2.4.1 Bi₂Se₃薄膜样品的制备
        2.4.2 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃异质结的制备
        2.4.3 Bi₂Se₃/FeSe₂异质结的制备
    2.5 表征方法
        2.5.1 X射线衍射仪
        2.5.2 膜厚台阶仪
        2.5.3 扫描电子显微镜
        2.5.4 原子力显微镜
        2.5.5 物性测量系统
    2.6 小结
第3章 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃异质结的性能研究
    3.1 引言
    3.2 不同Bi₂Se₃厚度下Bi₂Se₃/La_0.7Sr_0.3MnO₃异质结的性能研究
        3.2.1 Bi₂Se₃薄膜的工艺探索及性能研究
        3.2.2 Bi₂Se₃/La_0.7Sr_0.3MnO₃异质结
    3.3 不同La_1-xSr_xMnO₃厚度下Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃异质结性能研究
        3.3.1 La(1-x)Sr_xMnO₃薄膜的后退火工艺探索及性能研究
        3.3.2 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃异质结
    3.4 小结
第4章 Bi₂Se₃/FeSe_x异质结的特性研究
    4.1 引言
    4.2 FeSe₂薄膜的后退火工艺探索
        4.2.1 FeSe₂薄膜的制备
        4.2.2 FeSe₂薄膜的结构分析
        4.2.3 FeSe₂薄膜的形貌分析
        4.2.4 FeSe₂薄膜的磁输运特性分析
    4.3 Bi₂Se₃/FeSe₂异质结
        4.3.1 Bi₂Se₃/FeSe₂异质结的制备
        4.3.2 样品的物性分析
        4.3.3 样品的形貌分析
        4.3.4 样品的磁输运特性分析
    4.4 本章小结
第5章 透明Bi₂Se₃薄膜的探索
    5.1 引言
    5.2 透明Bi₂Se₃薄膜的制备
    5.3 透明Bi₂Se₃薄膜的结构分析
    5.4 透明Bi₂Se₃薄膜的形貌分析
    5.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3898575