补偿半金属NbSb 2 输运性能研究及BP/PMN-PT范德华异质集成新型器件探索
发布时间：2023-01-03 19:21
微型化、多功能化的电子器件发展趋势对材料体系提出了更高的要求。近年来,随着材料科学和凝聚态物理学的飞速发展,尤其是现代量子力学与拓扑能带理论的发展,人们认识到越来越多性能卓越的新材料,如拓扑材料,多铁材料以及二维（2D）材料。这些材料在自旋电子学、信息存储、量子通信等领域上展现出巨大的应用前景,有望引发新一轮的科技变革。本文以探寻新材料体系、推动技术的突破为目的,立足于拓扑、多铁及二维材料体系,遵循两种新思路积极开展探索。其一,从具备极大磁电阻性质的补偿半金属中甄别、筛选拓扑非平庸新材料,其二构建2D/PMN-PT范德华异质集成新型体系,集合二维、铁电材料各自的优点,通过铁电极化来实现对二维材料物性的调控,探索开发其光电等新奇性能,助力全新工作原理新型器件的产生。研究结果如下:1)通过化学气相输运制备出高质量的拓扑候选材料—补偿半金属NbSb2单晶,其具有中心对称的C12/m1空间群,顺磁基态,非饱和的类抛物线性的磁致电阻行为。零磁场下,随着温度下降到2K,NbSb2表现出金属性行为,而当施加B?4 T的磁场时,其将发生金属-绝缘性转变,在T...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 序言
1.2 拓扑材料研究进展及探索思路
1.2.1 拓扑绝缘体
1.2.2 拓扑半金属
1.2.3 磁电阻理论
1.3 拓扑材料中常见理论机制
1.3.1 载流子单/双能带模型
1.3.2 朗道能级与量子振荡
1.4 多铁材料、磁电复合薄膜研究现状
1.4.1 多铁材料的分类
1.4.2 磁电复合薄膜研究现状
1.4.3 PMN-PT铁电单晶
1.4.4 界面电荷耦合机制
1.5 二维材料(two-dimensional,2D)研究现状
1.6 2D/PMN-PT范德华异质集成新型器件研究进展及探索思路
1.7 本论文概要
1.7.1 研究思路及内容
1.7.2 论文结构
参考文献
第二章 样品制备、器件构建及性能表征
2.1 单晶的制备
2.1.1 助溶剂法(Flux method)
2.1.2 化学气相输运法(Chemical Vapor Transport)
2.2 器件的构建
2.2.1 电子束曝光系统(Electron Beam Lithography，EBL)
2.2.2 真空蒸镀(Vacuum Evaporation Coating )
2.3 样品的结构、成分及形貌表征
2.3.1 X射线衍射分析技术(X-Ray Diffraction，XRD)
2.3.2 拉曼(Raman Spectrum Analysis Technology )
2.3.3 扫描电子显微镜技术(Scanning Electron Microscopy, SEM)
2.3.4 原子力显微镜技术(Atomic Force Microscope，AFM)
2.3.5 透射电子显微镜技术(Transmission Electron Microscope, TEM)
2.4 样品物理性能表征
2.4.1 宏观铁电性能表征
2.4.2 电、磁输运性能表征
2.4.3 光电性能表征
2.5 本章小结
第三章 补偿半金属NbSb_2晶体生长与输运性能研究
3.1 引言
3.2 NbSb_2单晶的生长及晶体结构的表征
3.3 NbSb_2晶体中电输运性能的研究
3.3.1 NbSb_2中极大磁电阻效应
3.3.2 NbSb_2中的霍尔效应
3.3.3 NbSb_2中的SdH振荡
3.3.4 振荡频率与角度的依赖关系
3.3.5 B//I时，磁阻行为
3.3.6 Landau fan相图
3.3.7 NbSb_2的电子能带结构和费米面的理论计算
3.4 讨论
3.5 本章小结
参考文献
第四章 BP/PMN-PT范德华异质集成新型器件探索
4.1 引言
4.2 黑磷单晶的制备及形貌、结构表征
4.3 BP/PMN-PT器件的构建及表征
4.4 器件电学和光电性能测试
4.4.1 电学特性
4.4.2 光电性能
4.5 PMN-PT极化调控
4.5.1 电、磁输运性能调控
4.5.2 光电性能调控
4.6 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
硕士期间发表论文
致谢
本文编号：3727444
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 序言
1.2 拓扑材料研究进展及探索思路
1.2.1 拓扑绝缘体
1.2.2 拓扑半金属
1.2.3 磁电阻理论
1.3 拓扑材料中常见理论机制
1.3.1 载流子单/双能带模型
1.3.2 朗道能级与量子振荡
1.4 多铁材料、磁电复合薄膜研究现状
1.4.1 多铁材料的分类
1.4.2 磁电复合薄膜研究现状
1.4.3 PMN-PT铁电单晶
1.4.4 界面电荷耦合机制
1.5 二维材料(two-dimensional,2D)研究现状
1.6 2D/PMN-PT范德华异质集成新型器件研究进展及探索思路
1.7 本论文概要
1.7.1 研究思路及内容
1.7.2 论文结构
参考文献
第二章 样品制备、器件构建及性能表征
2.1 单晶的制备
2.1.1 助溶剂法(Flux method)
2.1.2 化学气相输运法(Chemical Vapor Transport)
2.2 器件的构建
2.2.1 电子束曝光系统(Electron Beam Lithography，EBL)
2.2.2 真空蒸镀(Vacuum Evaporation Coating )
2.3 样品的结构、成分及形貌表征
2.3.1 X射线衍射分析技术(X-Ray Diffraction，XRD)
2.3.2 拉曼(Raman Spectrum Analysis Technology )
2.3.3 扫描电子显微镜技术(Scanning Electron Microscopy, SEM)
2.3.4 原子力显微镜技术(Atomic Force Microscope，AFM)
2.3.5 透射电子显微镜技术(Transmission Electron Microscope, TEM)
2.4 样品物理性能表征
2.4.1 宏观铁电性能表征
2.4.2 电、磁输运性能表征
2.4.3 光电性能表征
2.5 本章小结
第三章 补偿半金属NbSb_2晶体生长与输运性能研究
3.1 引言
3.2 NbSb_2单晶的生长及晶体结构的表征
3.3 NbSb_2晶体中电输运性能的研究
3.3.1 NbSb_2中极大磁电阻效应
3.3.2 NbSb_2中的霍尔效应
3.3.3 NbSb_2中的SdH振荡
3.3.4 振荡频率与角度的依赖关系
3.3.5 B//I时，磁阻行为
3.3.6 Landau fan相图
3.3.7 NbSb_2的电子能带结构和费米面的理论计算
3.4 讨论
3.5 本章小结
参考文献
第四章 BP/PMN-PT范德华异质集成新型器件探索
4.1 引言
4.2 黑磷单晶的制备及形貌、结构表征
4.3 BP/PMN-PT器件的构建及表征
4.4 器件电学和光电性能测试
4.4.1 电学特性
4.4.2 光电性能
4.5 PMN-PT极化调控
4.5.1 电、磁输运性能调控
4.5.2 光电性能调控
4.6 本章小结
参考文献
第五章 总结与展望
硕士期间发表论文
致谢
本文编号：3727444
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