Bi 2 Se 3 基超晶格与薄膜异质结构的外延及物性研究

发布时间：2023-12-24 11:19

　　Bi₂Se₃是拓扑绝缘体材料中的一种典型代表,其体能隙高达0.3eV,抗热扰动能力强,有希望成为能在室温下工作的自旋电子器件的基础材料。然而单一材料的物理性质是固定的,初步研究表明,由Bi₂Se₃基拓扑绝缘体材料与其他材料交替堆积合成超晶格、量子阱等二维材料,展现出更低的热导率以及更为新颖的量子物理性质。这些新颖物性实际由低维条件下拓扑量子态关联度的耦合状态决定,与超晶格或者量子阱的各种结构细节相关,因此也便于通过改变拓扑绝缘体超晶格或者量子阱的结构参数实现调制物性的目的。本文将围绕Bi₂Se₃基超晶格和异质结构的制备及异质界面基础输运物性表征前沿方向展开深入研究,所得实验结果可以作为更深入研究拓扑绝缘体超晶格和量子阱结构生长动力学以及电输运性质的有益参考。具体工作内容及相关结果简述如下:1.利用分子束外延技术在与Bi₂Se₃晶格匹配的InP(111)B衬底上制备由Bi₂Se₃

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 薄膜异质结构简介
    1.3 超晶格简介
    1.4 Bi₂Se₃ 基薄膜异质结构和超晶格的国内外研究进展
        1.4.1 Bi₂Se₃ 基薄膜异质结构的国内外研究进展
        1.4.2 Bi₂Se₃ 基超晶格的国内外研究进展
    1.5 Bi₂Se₃ 简介
    1.6 In₂Se₃ 简介
    1.7 本论文的结构安排
第二章 实验原理及方法
    2.1 实验设备及材料
        2.1.1 实验设备
        2.1.2 实验材料
    2.2 材料制备与表征方式
        2.2.1 超高真空分子束外延技术
        2.2.2 反射式高能电子衍射仪
        2.2.3 扫描隧道显微镜
        2.2.4 高分辨率X射线衍射仪
        2.2.5 拉曼光谱分析
        2.2.6 光电I-V测试
        2.2.7 扫描电子显微镜
第三章 Bi₂Se₃/In₂Se₃ 薄膜异质结构分子束外延制备及性质研究
    3.1 引言
    3.2 InP(111)B衬底上Bi₂Se₃/In₂Se₃ 薄膜异质结构制备
        3.2.1 InP(111)B衬底的清洁与准备
        3.2.2 Bi₂Se₃/In₂Se₃ 异质结构的分子束外延生长
    3.3 Bi₂Se₃/In₂Se₃ 异质结构中In₂Se₃ 层的相结构表征
    3.4 Bi₂Se₃/In₂Se₃ 异质结构的表面形貌和成分测试
    3.5 Bi₂Se₃/In₂Se₃ 异质结构的Ⅰ-Ⅴ测试
    3.6 本章小结
第四章 组分渐变(Bi_1-xIn_x)₂Se₃/In₂Se₃ 超晶格制备及结构
    4.1 引言
    4.2 弱作用衬底上组分渐变(Bi_1-xIn_x)₂Se₃/In₂Se₃ 超晶格的制备
        4.2.1 氟晶云母衬底的清洁与准备
        4.2.2 分子束外延制备组分渐变(Bi_1-xIn_x)₂Se₃/In₂Se₃ 超晶格的生长工艺
    4.3 组分渐变(Bi_1-xIn_x)₂Se₃/In₂Se₃ 超晶格的微观结构
    4.4 组分渐变(Bi_1-xIn_x)₂Se₃/In₂Se₃ 超晶格的热扩散测试
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 主要结论与创新点
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3874404