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《物理化学学报》 2012年10期
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拓扑绝缘体二维纳米结构与器件

李辉  彭海琳  刘忠范  
【摘要】:拓扑绝缘体是一种全新的量子功能材料,具有绝缘性体能带结构和受时间反演对称性保护的自旋分辨的金属表面态,属于Dirac粒子系统,将在新原理纳电子器件、自旋器件、量子计算、表面催化和清洁能源等方面有广泛的应用前景.理论和实验相继证实Sb2Te3,Bi2Se3和Bi2Te3单晶具有较大的体能隙和单一Dirac锥表面态,已经迅速成为了拓扑绝缘体研究中的热点材料.然而,利用传统的高温烧结法所制成的拓扑绝缘体单晶块体样品常存在大量本征缺陷并被严重掺杂,拓扑表面态的新奇性质很容易被体载流子掩盖.拓扑绝缘体二维纳米结构具有超高比表面积和能带结构的可调控性,能显著降低体态载流子的比例和凸显拓扑表面态,并易于制备高结晶质量的单晶样品,各种低维异质结构以及平面器件.近年来,我们一直致力于发展拓扑绝缘体二维纳米结构的控制生长方法和物性研究.我们发展了拓扑绝缘体二维纳米结构的范德华外延方法,实现了高质量大比表面积的拓扑绝缘体二维纳米结构的可控制备,并实现了定点与定向的表面生长.开展拓扑绝缘体二维纳米结构的谱学研究,利用角分辨光电子能谱直接观察到拓扑绝缘体狄拉克锥形的表面电子能带结构,发现了拉曼强度与位移随层数的依赖关系.设计并构建拓扑绝缘体纳米结构器件,系统研究其新奇物性,观测到拓扑绝缘体Bi2Se3表面态的Aharonov-Bohm(AB)量子干涉效应等新奇量子现象,通过栅电压实现了拓扑绝缘体纳米薄片化学势的调控,并将拓扑绝缘体纳米结构应用于柔性透明导电薄膜.本文首先简单介绍拓扑绝缘体的发展现状,然后系统介绍我们开展的拓扑绝缘体二维纳米结构的范德华外延生长、谱学、电学输运特性以及透明柔性导电薄膜应用的研究,最后对该领域所面临的机遇和挑战进行简要的展望.

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【引证文献】
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3 魏占涛;Bi_2Se_3的过渡元素掺杂效应及其与钙钛矿复合结构的特性研究[D];西南交通大学;2015年
4 陈鹏;拓扑绝缘体Bi_2Te_3的制备及其掺杂效应研究[D];西南交通大学;2014年
【同被引文献】
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1 刘京徽;田金荣;胡梦婷;窦志远;宋晏蓉;;基于拓扑绝缘体的Yb∶KGW调Q激光器[J];中国激光;2015年08期
2 刘江;王璞;;高功率被动调Q纳秒脉冲掺铥光纤激光器[J];中国激光;2013年12期
3 李辉;彭海琳;刘忠范;;拓扑绝缘体二维纳米结构与器件[J];物理化学学报;2012年10期
4 吴权;樊仲维;余锦;石朝辉;张雪;刘洋;;纳秒量级脉冲光纤激光器研究进展[J];激光与光电子学进展;2012年06期
5 何京良;郝霄鹏;徐金龙;李先磊;杨英;;基于石墨烯可饱和吸收被动锁模超快全固体激光器的研究[J];光学学报;2011年09期
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【二级引证文献】
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