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三维拓扑绝缘体作为一种具有特殊表面态的新型量子物质态,成为近年物理学及材料学领域研究的前沿学科。拓扑绝缘体材料内部是绝缘体,表面存在着无能隙的、受时间反演对称性保护的金属态。这种表面态是由体电子态的拓扑性质决定,受时间反演对称保护,不易受到体系中缺陷和杂质的影响。因此,电子就能有序的通过在拓扑绝缘体的通道,彼此之间就没有碰撞,也没有能量耗散。因而有望解决半导体器件面临的瓶颈。因此,无论是在基础研究还是在量子计算机、热电效应和自旋电子器件领域都具有独特的应用价值。 在本课题研究中,我们以Bi、Se、 Sb、Te各物质为源材料,利用分子束外延技术在蓝宝石衬底上外延生长出高质量的拓扑绝缘体材料,并通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜等仪器对所生长的薄膜材料的表面形貌和性能进行研究。论文取得了如下的成果:利用分子束外延(MBE)的方法,将拓扑绝缘体Sb2Te3生长在蓝宝石(Al2O3)衬底上,成功建立了拓扑绝缘体单晶结构。利用扫描电镜,在蓝宝石衬底上,对Sb2Te3的生长过程以及样品的表面结构进行了分析及研究;我们研究了Sb2Te3薄膜在衬底Al2O3上的生长工艺,得到了高质量的Sb2Te3薄膜。