外爾半金屬是研究外爾費米子的重要材料,其在磁學(xué)和電學(xué)性能上具有不同尋常的行為表現(xiàn)。單硅化合物（CoSi、FeSi、Rh Si、Mn Si等）—一類外爾半金屬材料,隨著技術(shù)的進(jìn)步正在被人們更清晰地認(rèn)識。通過ARPES觀察CoSi的能帶驗證了其具有的多種外爾費米子,給學(xué)術(shù)界帶來了新的研究熱潮。FeSi觀測到的外爾費米子聲子能譜和其具有的三維拓?fù)浣^緣體特性引起人們的關(guān)注。我們使用助熔劑方法來生長所需研究的單晶。我們分別使用助熔劑Ga和Te來生長CoSi單晶樣品;使用Ga助熔劑生長FeSi單晶樣品。我們對生長的單晶樣品進(jìn)行X射線衍射、掃描電鏡觀察和能譜分析等基本材料表征,用以確保生長的CoSi單晶和FeSi單晶樣品質(zhì)量,結(jié)果表明CoSi單晶和FeSi單晶的質(zhì)量符合研究需求。我們使用MPMS磁學(xué)測量系統(tǒng)對CoSi單晶和FeSi單晶進(jìn)行磁學(xué)性能表征,結(jié)果顯示不同助熔劑生長的CoSi單晶在外加磁場下表現(xiàn)不同的行為。Ga助熔劑生長的CoSi單晶在6-300 K表現(xiàn)為順磁性,而在6 K處磁性急劇的減小是由于單晶中Ga的殘留。Te助熔劑生長的CoSi單晶在2-300 K均表現(xiàn)為抗磁性,低溫下存在局域磁矩。... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種不同類型拓?fù)滟M米子[14]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-Chern數(shù)仍為4，CoSi中的I型和II型Weyl費米子貢獻(xiàn)的費米弧與體態(tài)強烈耦合。無論考慮不考慮自旋軌道耦合，在（001）表面都可以清楚地觀察到相應(yīng)的費米唬與先前發(fā)現(xiàn)的拓?fù)浒虢饘俨煌�，CoSi在費米能級和整個表面BZ附近可以找到拓?fù)涮卣鳌．?dāng)向CoSi塊體施加磁場后，磁場的存在扭曲了電子的自旋，也破壞了其時間反演對稱性，使得這些準(zhǔn)粒子分裂為多個Weyl費米子[24]。因此，在理論推算中，可以通過低溫強磁場下的電輸運觀測到CoSi單晶具有異常的磁阻，也可以通過熱輸運的手段來識別出CoSi單晶的量子磁異常[25]。圖1-2未考慮自旋相互作用的CoSi能帶圖[14](a)CoSi的球棍模型(b)CoSi的(001)面(c)不考慮自旋耦合CoSi的能帶(d)CoSi的模擬觀測能帶(e)CoSi的0.19eV費米面(f)CoSi的0.19eV費米面2018年，D.A.Pshenay-Severin[26,27]等人使用第一性原理計算CoSi的電子結(jié)構(gòu)，同時考慮了自旋軌道耦合，推導(dǎo)了線性化的哈密頓量，描述了Γ點附近CoSi的各向異性電子結(jié)構(gòu)，位于第一布里淵區(qū)的Γ和R點具有四重和六重簡并性接觸節(jié)點的拓?fù)涮卣鳌２痪弥�，D.A.Pshenay-Severin等人還考慮了常用的恒定弛豫時間近似的電子散射，使用第一原理計算，研究了聲子和點缺陷對電荷載流子的散射影響。計算表明在這種CoSi材料中，不僅是帶內(nèi)，而且?guī)чg散射也很重要。其將塞貝克系數(shù)和CoSi的電阻率以及稀固溶體Co1-xMxSi（M=Fe或

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-973K的溫度范圍內(nèi)測量了熱學(xué)及電學(xué)性質(zhì)，主要研究Al取代Si對電阻率，Seebeck系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的影響。隨著Al含量的增加，樣品的導(dǎo)熱系數(shù)和Seebeck系數(shù)明顯降低,其導(dǎo)熱系數(shù)的降低主要歸因于Al原子的額外散射；其電阻率在300-550K有下降，而隨著Al含量的增加在更高溫度區(qū)間沒有明顯變化，其歸結(jié)于p型載流子作為主要貢獻(xiàn)。另外，E.S.Koug[32]等人研究了在CoSi合金中摻雜Ge取代Si，進(jìn)而研究其熱學(xué)和電學(xué)性能變化情況。這些摻雜合金的Seebeck系數(shù)相當(dāng)高，用Ge代替Si也導(dǎo)致晶格熱導(dǎo)率的強烈降低，同時表明，在金屬間合金中可以誘導(dǎo)出增強的熱電性能；同時對比的電阻性能上，由于Ge的加入，使得電子散射增加，可以明顯看出其電阻的增加。關(guān)于在CoSi合金中取代Si摻雜Ge，使其熱學(xué)和電學(xué)性能發(fā)生變化的原因，C.C.Hsu[33]等人認(rèn)為其熱電勢與Co的3d軌道中的電荷再分布強烈相關(guān)，并且觀察到的Ge和Co之間的電荷轉(zhuǎn)移是Co的3d軌道占有率變化的原因。通過調(diào)整Co的3d狀態(tài)來修改其塞貝克系數(shù)和增強局部晶格紊亂，可以改善CoSi的熱電性能。圖1-3CoSi納米線負(fù)磁阻[29]2007年，KwanyongSeo[34]等人制備了大量高質(zhì)量CoSi單晶納米線，在硅襯底上的CoSi單晶納米線在測量中顯示出的異常鐵磁性質(zhì)，與體態(tài)單晶的抗磁性CoSi形成鮮明對比。其實驗所制備的具有B20晶體結(jié)構(gòu)的高密度的單晶CoSi

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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