在拓撲絕緣體(TopologicalinsulatorsTI)中,由于較強的自旋-軌道相互作用,導致拓撲絕緣體表面態(tài)電子自旋方向與動量被鎖定,背散射被抑制,其表面態(tài)受到時間反演對稱性的保護。這種新奇的量子態(tài)在表面擁有一個線性散射的狄拉克圓錐的導電態(tài),體態(tài)是具有能隙的絕緣態(tài)。這就使得電子在一定的條件下可以在其表面有序的、近乎無能耗的通過。從而可能在量子計算機和自旋電子器件領域大顯身手。目前研究較多的拓撲絕緣體材料有Bi₂Se₃、Sb2Te3、Bi2Te3,而Bi₂Se₃具有一個相對較大的能隙(0.3 eV),是可獲得的3D拓撲材料中最大的,且表面態(tài)的能量散射曲線是一個近似理想的狄拉克圓錐,故常作為拓撲絕緣體的研究對象。通過電子的自旋和軌道運動來傳遞信息,這一設想是基于量子霍爾效應提出的,長期以來人們一直希望能夠?qū)崿F(xiàn)不需要外磁場的量子霍爾效應,以便將其應用于低能耗的電學器件上。而磁性拓撲絕緣體可能具有的量子反�；魻栃涂梢栽诹愦艌鱿鲁霈F(xiàn)量子霍爾效應。因此,在拓撲絕緣體中引入磁性是解決問題的關鍵。目前所...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 拓撲絕緣體與霍爾家族的淵源
        1.1.1 霍爾效應
        1.1.2 量子霍爾效應
        1.1.3 拓撲絕緣體
        1.1.4 量子反常霍爾效應
        1.1.5 實現(xiàn)反常量子霍爾效應的途徑
    1.2 拓撲絕緣體Bi₂Se₃基異質(zhì)結(jié)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Bi₂Se₃基異質(zhì)結(jié)的制備方法
        1.2.2 Bi₂Se₃基異質(zhì)結(jié)的類型
    1.3 本文的研究思路及主要內(nèi)容
第2章 樣品的制備與表征
    2.1 磁控濺射原理
    2.2 濺射過程中影響薄膜質(zhì)量的因素
    2.3 薄膜的三種生長模式
    2.4 樣品的制備
        2.4.1 Bi₂Se₃薄膜樣品的制備
        2.4.2 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃異質(zhì)結(jié)的制備
        2.4.3 Bi₂Se₃/FeSe₂異質(zhì)結(jié)的制備
    2.5 表征方法
        2.5.1 X射線衍射儀
        2.5.2 膜厚臺階儀
        2.5.3 掃描電子顯微鏡
        2.5.4 原子力顯微鏡
        2.5.5 物性測量系統(tǒng)
    2.6 小結(jié)
第3章 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃異質(zhì)結(jié)的性能研究
    3.1 引言
    3.2 不同Bi₂Se₃厚度下Bi₂Se₃/La_0.7Sr_0.3MnO₃異質(zhì)結(jié)的性能研究
        3.2.1 Bi₂Se₃薄膜的工藝探索及性能研究
        3.2.2 Bi₂Se₃/La_0.7Sr_0.3MnO₃異質(zhì)結(jié)
    3.3 不同La_1-xSr_xMnO₃厚度下Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃異質(zhì)結(jié)性能研究
        3.3.1 La(1-x)Sr_xMnO₃薄膜的后退火工藝探索及性能研究
        3.3.2 Bi₂Se₃/La_1-xSr_xMnO₃異質(zhì)結(jié)
    3.4 小結(jié)
第4章 Bi₂Se₃/FeSe_x異質(zhì)結(jié)的特性研究
    4.1 引言
    4.2 FeSe₂薄膜的后退火工藝探索
        4.2.1 FeSe₂薄膜的制備
        4.2.2 FeSe₂薄膜的結(jié)構(gòu)分析
        4.2.3 FeSe₂薄膜的形貌分析
        4.2.4 FeSe₂薄膜的磁輸運特性分析
    4.3 Bi₂Se₃/FeSe₂異質(zhì)結(jié)
        4.3.1 Bi₂Se₃/FeSe₂異質(zhì)結(jié)的制備
        4.3.2 樣品的物性分析
        4.3.3 樣品的形貌分析
        4.3.4 樣品的磁輸運特性分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 透明Bi₂Se₃薄膜的探索
    5.1 引言
    5.2 透明Bi₂Se₃薄膜的制備
    5.3 透明Bi₂Se₃薄膜的結(jié)構(gòu)分析
    5.4 透明Bi₂Se₃薄膜的形貌分析
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3898575