化學摻雜是一種向固體材料引進載流子的有效方法。通過化學摻雜,在銅基超導體和鐵基超導體中誘導出了高溫超導電性,前者是抑制了反鐵磁有序,后者是抑制了自旋密度波有序。然而,元素替換改變載流子濃度的范圍非常有限,而且在體系中引入許多無序,從而使很多有意思的本征現(xiàn)象沒有觀察到。近年來,在二維系統(tǒng)中應用場效應管調控載流子濃度是一種有效的控制材料性質的方式,并且這種調控是可逆的。這樣的一種靜電摻雜調控載流子濃度的方法可以讓我們非常理想地研究新型物相,而這些物相使用材料合成方法一般是難以實現(xiàn)的。場效應管器件已經(jīng)廣泛應用于探索新超導體、新器件的制備以及半導體工業(yè)中。在本論文中,我們合成了高質量的（Li,Fe）OHFeSe單晶,使用離子液體柵壓調控技術對（Li,Fe）OHFeSe薄層樣品進行了強電荷摻雜,觀察到了 一個從超導體到AFM絕緣體的一級相變。隨著柵壓誘導的電子摻雜,樣品的超導轉變溫度持續(xù)提高,最大達到了 43K。令人驚奇的是,超導絕緣體轉變就發(fā)生在毗鄰最佳超導處。我們還生長了高質量的FeSe單晶,使用離子液體柵壓調控技術,系統(tǒng)研究了 FeSe薄層樣品超導電性隨著載流子濃度的變化關系。隨著柵壓控制... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１傳統(tǒng)場效應管（ＦＥＴ）器件的示意圖

于屏蔽了離子產(chǎn)生的電場。電荷被靜電勢限制在電極表面，形成二維電子氣。在??這種情況下，電解質中的離子和電極中的電荷面對面排列在大約ｌｎｍ甚至更短??的距離內。電解質和電極界面的放大視圖如圖１－２?（ａ）所示。這可以看作納米間??隙的平行板電容器，稱作電雙層（ＥＤＬ），最初是由ｖｏｎ?Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ于１８５３年提??出［１９］。??ＥＤＬ最重要的特征是電壓降只發(fā)生在ＥＤＬ內部，因此產(chǎn)生的電場極其大??（＞１０ＭＶ／ｃｍ或者ｌＶ／ｎｍ）。由于介質層容易被擊穿，如此高的電場不可能在全??固態(tài)電容器或者ＦＥＴ種產(chǎn)生。由于ＥＤＬ的厚度是在納米量級，它的電容也極其??大，在１０ｕＦ／ｃｍ２量級。因此，ＥＤＬ被作為一個電荷積累器件的重要概念來使用，??稱之為電雙層電容器（ＥＤＬＣ）或者電化學電容器＿。ＥＤＬＣ與鋰離子電池的區(qū)??別在于，對于ＥＤＬＣ來說，離子不會嵌入電極中，因此，充放電速度要比鋰離子??電池快很多，循環(huán)壽命也更長。如果ＥＤＬＣ的其中一個電極被半導體替代，其上??的電極以與固態(tài)電容器相類似的方式進行連接

高濃度的電解質更優(yōu)。??柵極和電解質的界面也會形成一個ＥＤＬ，因此ＥＤＬ－ＦＥＴ的一個簡單等效電??路由柵極、電解質、半導體以及柵壓源構成如圖１－３?（ａ）所示。電路包含了界面??電荷轉移的阻抗和離子傳導的阻抗。因為離子傳導的電阻相對較小，柵壓的絕大??部分加在了兩個ＥＤＬ上。為了減少漏電流，除了通道以外，半導體、源電極和??漏電極通常用絕緣層保護起來（如圖１－３?（ｂ）所示），這樣可以減少半導體的通??道面積，使柵極的表面積比通道面積大得多，大部分的電壓降落在半導體表面的??ＥＤＬ上。此外，因為這個原因，通常使用一個長的金屬線或者大面積沉積的金??屬膜作為柵極（如圖１－３?（ｃ）所示）。如果半導體電阻足夠高，薄膜電極可以直??接沉積在半導體上，只需與通道隔開即可（如圖１－３?（ｃ）所示）。??⑶昭廣Ｐｉ：嚷⑷？??ＪＺｒ￣?＼?／?Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｌａｙｅｒ??７Ｐ?—?（￣＾?／?ＳＨｉＢｉｉ???ｍｂＪｍ?（－Ｐ）?０??Ｔ?Ｍｉ?／???－＾１?￣￣￣?Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??］??圖１．３?Ｕ）電雙層場效應管的等效電路圖。Ａｔ和分別表示半導體與電解質溶液的界面??以及柵極與電解質溶液的界面的法拉第阻抗。Ｃ和分別表示界面處的電容。??表示電解質的電阻。（ｂ）帶有保護層的電雙層場效應管的俯視圖和前視圖。（Ｃ）上??圖為頂棚構型


本文編號：3501848