清远路灯车出租 , 清远出租路灯车,  清远路灯车公司    拓扑绝缘体表面态的磁输运,      二元的拓扑绝缘体Ｂｉ２Ｓｅ３是由第Ｖ主族和第ＶＩ主族元素构成，属于Ｚ３ｓｄ六方晶系。ＢｈＳｅ３晶体每一层原子面上的原子种类相同。每个晶胞包含３个五元组，在ｃ轴方向高度约为３ｎｍ，每个五元组高度１ｎｍ，按照Ｓｅ（ｌ）一Ｂｉ—Ｓｅ（２）—Ｂｉ＿Ｓｅ（ｌ）的排布方式组成。Ｓｅ（ｌ）—Ｂｉ之间以共价键和离子键相结合，而Ｂｉ-Ｓｅ之间为共价键相结合，五元组之间则以范德华力相结合。因此，拓扑绝缘体与石墨烯类似，可以通过胶带发生解理。二元的拓扑绝缘体，如Ｂｉ２Ｓｅ３和Ｂｉ２Ｔｅ３，尽管能够容易地生长出大面积的单晶，但存在较多的晶体缺陷，使得实验上二元的拓扑绝缘体材料总是呈现出ｎ型或ｐ型渗杂，体相载流子贡献较多。体相载流子的存在，不利于揭示表面态的输运贡献。为了尽可能大地抑制体相的贡献，尝试将Ｂｉ，Ｓｂ，Ｔｅ，Ｓｅ四种元素一定的比例混合形成四元合金化ＢｉＳｂＴｅＳｅ２，得到体相绝缘的拓扑绝缘体。拓扑绝缘体ＢｉＳｂＴｅＳｅ２单晶的生长过程如下：将髙纯度（９９．９９９％）的Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｅ粉末按１：１：１：２的摩尔比混合，然后真空密封在石英玻璃管中，放入管式炉中进行高温烧结。焼结过程如下；炉温迅速升到８５０°Ｃ并维持３天；然后用８天的时间使温度缓慢降至５５０°Ｃ，让晶体在该温度环境中退火５天；最后自然冷却至室温，完成烧结。取出晶体后，用不诱钢刀片可以很容易从大块晶体中解理出小块晶体，可以观察到其镜面般平整的解理面，验证其层状材料结构。在拓化绝缘体的输运研究中，体相与表面态共存的现象依然存在。为了増大表面态的输运贡献，制备纳米尺度的样品增大表体比是一种可行的方法。尽管己经通过调控晶体生长过程使得拓扑绝缘体系统的费米能级进入带隙中，但体材料中仍然存在少量的杂质而贡献一定的体相输运。因此，在拓化绝缘体的输运研究中，体相与表面态共存的现象依然存在。为了増大表面态的输运贡献，制备纳米尺度的样品增大表体比是一种可行的方法。采取高温熔融法获得高质量的四元拓扑绝缘体的５１＾６５６２单晶块材，然后利用机械剥离的方法制备出拥有非常高的表面积－体积比的微米薄片。在薄片上通过光刻、电子束光刻、磁控濺射蒸镀，制备了自旋阀器件，研究其中拓扑表面态的输运行为及其表面态自旋流的开关效应。采用类似于石墨烯制备的机械剥离方法来制备拓扑绝缘体纳米带。运用胶带将一小片拓扑绝缘体单晶反复对粘剥离出厚度较薄的纳米片（或纳米带），然后转移到３００ｎｍ—Ｓｉ０２／Ｓｉ衬底上。由于同一片衬底上分布了大量的厚度不同的纳米片，需要搜寻出一片合适的样品进入下一步微加工程序。厚度－ｌｏｇｏｎｍ的薄片从块材上剥离下来转移到高掺的硅衬底上，上面还有３００纳米的二氧化硅层。５０纳米厚的坡莫合金铁磁电极通过电子束蒸发制备，１００纳米厚的金电极是通过磁控溅射制备。可以剥离出６ｎｍ的薄片六面体晶体结构，是原子力显微镜图片。

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        制备了很多器件，主要有两大类，一个是四电极的普通场效应晶体管，采用四电极来测量样品的电阻，这样可消除接触电阻的影响。另一类是两电极的自旋阀器件。通过Ｉ－Ｖ两端法测试了四个器件，呈现出很好的线性，证明了欧姆接触，接触电阻较小。测试这两类的变温电阻展现出半导体性到金属性的转变在降温的过程中。是表面态占比增加的体现。此外，的四元的样品总是表现出半导体性，在低温１０Ｋ下表现出电阻的平台。首先通过四电极的方法测试了拓扑绝缘体纳米片的基本磁电阻测试。拓扑绝缘体纳米片的器件原子力显微镜图，衬底米用的是覆盖有厚度为３００ｎｍ的二氧化娃的单晶衬底。采用四电极来测量样品的电阻，这样可消除接触电阻的影响。可以读出该样品的准确厚度为１０ｎｍ。在１０ｎｍ的ＢＳＴＳ纳米片，螺旋表面态被弱反局域化证明。弱反局域化效应在拓扑绝缘体中表现为电导有个尖锐的峰在低场。由于时间反演路径发生了相消干涉，起源于７Ｔ的巴里相位，抑制了背散射的几率。角度依赖的磁电导分析。可以发现的是，在０＝９０°磁场垂直于样品表面，弱反局域化效应最明显，当角度减小时，弱反局域化效应减弱。因为２Ｄ的弱反局域化效应只依赖于外加磁场的垂直分量，因此可以将三维体相弱反局域化的贡献扣除掉。展示了不同角度下的磁电导重合在一起．根据二维的局域化理论，二维的磁电导通常描述成如下的方程,   ｅ是电子电荷，Ａ是简化后的普朗克常数，Ｉ＜ｐ是相位相干长度，Ｖ（Ｘ）是双伽马函数．发现在零场附近的磁电导可以被上面的方程很好的拟合，如黑色的实线。得到了值（Ｘ的值是－０．４０３和Ｌ＜ｐ的值２０８ｎｍ。对于拓扑绝缘体中的弱反局域化效应，ａ＝－０．４０３接近理论值－０．５，表明存在一个表面态。

      非平庸的贝利相位。除了低场下弱反局域化效应，舒勃尼科夫一德哈斯振荡的现象起源于大约３．７Ｔ。振荡幅度随着磁场的增加进一步加大，是典型舒勃尼科夫一德哈斯振荡的特征。角度依赖的纵向电阻也证明了是一种二维的振荡模式。温度依赖的舒勃尼科夫一德哈斯振荡幅度可以用Ｌｉｆｓｈｉｔｚ－Ｋｏｓｅｖｉｃｈ（ＬＫ）理论来解释，ＯＴｃｙｅ是回旋质量，方是简化的普朗克常量，是波尔兹曼常数。通过公式拟合，得到回旋质量约０．０６４ｍｅ。从上面对弱反局域化的分析来看，得知在拓扑绝缘体器件中，表面态电导是与体电导是同时存在的。所以实验上测得的电阻是表面电阻和体电阻的总和。因此，需要去将电阻转换成电导。在扣除光滑背景后，一个振荡周期被黑色虚线或者红线标注出来。作为振荡的极小值．朗道范图线性拟合产生了截距７＝０．４３５，接近理论值０．５，是理想的狄拉克费米子，证明了表面态是振荡的起源。朗道范图斜率给出了费米面的截面积，所以费米波矢求得知二维的表面载流子密度．计算得到费米波速和费米面的位置依次，位于狄拉克点上方。表面态电子迁移率知道的话，计算得到载流子时间和平均自由程。高的迁移率通常会产生高的平均自由程。表面态电导可以被定义为＜ｒｓｓ＝ｅｒｔ２Ｄ；＝〇．２５８ｍｓ，在２Ｋ时，总电导＜ｒｔｍａｉ＝ｌ／／ｓｈｅｅｔ＝〇．３１３ｍｓ。因此二维表面态占总电导比ａ＝＝＜ｒｓｓ／〇＼ｍａｉ＝８２．４％，显示在拓扑绝缘体纳米片中表面态占主导。

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