拓撲絕緣體(TI)這一類新型量子態(tài)從近現(xiàn)代以來在凝聚態(tài)物理中成為人們探索新潮。這類物質的性質是材料體內是屬于絕緣態(tài)而表面或者邊界是金屬態(tài),其特殊的性質和以往的金屬或者絕緣材料有很大的不同。材料的表面態(tài)對于雜質等其它因素的影響較小且能被時間反演對稱保護,這一性質使得電子能進行無散耗的運輸。有相關預言提到這類材料和其它物質的結合(超導體或磁性材料)能夠得到奇異的特性,這一特性使得它在制造量子器件以及自旋電子學或其它方向均具有研究的意義。TI中選擇三維(3D)材料里最具備探索價值的Bi₂Se₃作為探討目標。Bi₂Se₃相對其它同類材料結構簡單使得相的合成變得容易,擁有很大的能隙以及材料表面有Dirac單錐,且該體系可以引入鐵磁性,很大程度上會出現(xiàn)量子霍爾效應。但是試驗后得到的Bi₂Se₃和真正的TI有所差距,絕大多數(shù)的Bi₂Se₃有Se位空缺的狀態(tài),即費米能級偏移帶隙間使其很難透過體態(tài)來對材料的表面態(tài)有所貢獻。由于摻雜...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 拓撲絕緣體
        1.1.1 三維(3D)拓撲絕緣體
        1.1.2 拓撲學
        1.1.3 絕緣態(tài)
        1.1.4 自旋電子學
    1.2 拓撲絕緣體硒化鉍的研究進展
        1.2.1 硒化鉍塊材的制備方法
        1.2.2 硒化鉍的摻雜效應
        1.2.3 量子振蕩現(xiàn)象(Shubnikov-de Hass)
        1.2.4 鐵磁序
        1.2.5 超導相
    1.3 本文思路及主要內容
第二章 樣品制備和測試
    2.1 樣品制備
        2.1.1 輕元素與硒化鉍摻雜樣品制備
        2.1.2 化合物與硒化鉍摻雜樣品制備
    2.2 實驗儀器和樣品的表征
        2.2.1 X-射線衍射儀
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 激光拉曼光譜儀
        2.2.4 物性測量系統(tǒng)
    2.3 本章小結
第三章 輕元素與硒化鉍摻雜的研究
    3.1 引言
    3.2 鋰摻雜硒化鉍的特性研究
        3.2.1 鋰摻雜硒化鉍的樣品的制備
        3.2.2 鋰摻雜硒化鉍的晶體結構分析
        3.2.3 鋰摻雜硒化鉍的微觀形貌分析
        3.2.4 鋰摻雜硒化鉍的電輸運特性分析
        3.2.5 鋰摻雜硒化鉍總結
    3.3 硼摻雜硒化鉍的性能研究
        3.3.1 硼摻雜硒化鉍的樣品的制備
        3.3.2 硼摻雜硒化鉍的晶體結構分析
        3.3.3 硼摻雜硒化鉍的微觀形貌分析
        3.3.4 硼摻雜硒化鉍的電輸運特性分析
        3.3.5 硼摻雜硒化鉍的磁輸運特性分析
        3.3.6 硼摻雜硒化鉍總結
    3.4 碳摻雜硒化鉍的性能研究
        3.4.1 碳摻雜硒化鉍的樣品的制備
        3.4.2 碳摻雜硒化鉍的晶體結構分析
        3.4.3 碳摻雜硒化鉍的微觀形貌分析
        3.4.4 碳摻雜硒化鉍的電輸運特性分析
        3.4.5 碳摻雜硒化鉍的磁輸運特性分析
        3.4.6 碳摻雜硒化鉍總結
    3.5 本章小結
第四章 化合物與硒化鉍摻雜的研究
    4.1 檸檬酸、碳化硼與硒化鉍摻雜的研究
    4.2 鐵硒與硒化鉍摻雜的研究
    4.3 本章小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3811995