过渡金属硫族化合物1T-WTe 2 的MBE生长与STM研究

发布时间：2024-12-07 06:21

　　自从二十一世纪初人们通过机械剥离技术获得石墨烯以来,二维材料就进入了我们的视野,在科学以及相关的产业领域掀起了石墨烯的研究热潮。但随着研究的逐渐深入,石墨烯零能隙的问题逐渐凸显,这一缺陷限制了其应用范围,因此寻找具有大能隙、低维度且易制备的材料成为了后石墨烯时代的核心。过渡金属硫族化合物(TMDs)是一族具有多种结构层状材料,其中的2H相普遍具有大能隙,逐渐成为了新一代低维度材料的研究热点。近年来理论研究预言表明单层1T'相过渡族金属硫族化合物中具有量子自旋霍尔效应,再一次将我们的目光聚焦于二维拓扑绝缘体这一研究领域,掀起了相关领域的研究热潮。对于二维拓扑绝缘体来说,其具体电子态具有带隙,同时还具有受到拓扑保护的边界态,正是因为如此,使得这一类材料有可能用于自旋电子器件。早期受限于相关材料的结构特点,无法对于拓扑边界态进行直接的表征,也没有剥离出真正的单层系统,因此寻找理想单元的二维拓扑绝缘体成为研究热点。本文的研究中基于TMDs材料具有量子自旋霍尔效应的预言,选用WTe2这一具有唯一自然稳定相的TMDs材料作为研究对象,研究其宏观输运性质和微观电子结构。本文的实验中,我们借助于分子束外...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 本章简介
    1.2 量子自旋霍尔效应
    1.3 过渡金属硫族化合物(TMDs)简介
    1.4 二维拓扑绝缘体
    1.5 WTe₂国内外研究进展
    1.6 电荷有序相(CDW)与结构稳定性和电子结构
    1.7 本章小结
    参考文献
第二章 实验仪器与实验原理
    2.1 本章简介
    2.2 超高真空技术
    2.3 分子束外延生长技术(MBE)
    2.4 反射式高能电子衍射(RHEED)
    2.5 扫描隧道显微镜技术(STM)
    2.6 低温强磁场技术
    2.7 低温强磁场输运测试
    2.8 本章小结
    参考文献
第三章 1T'-WTe₂的MBE生长与STM研究
    3.1 本章简介
    3.2 研究背景
    3.3 实验方法
    3.4 BLG/SiC(0001)衬底外延生长单层1T'-WTe₂薄膜与STM表征
    3.5 Nb:SrTiO₃(001)衬底外延单层1T'-WTe₂薄膜与STM表征
    3.6 本章小结
    参考文献
第四章 MBE外延生长单层1T'-WTe₂的电子结构
    4.1 本章简介
    4.2 研究背景
    4.3 TMDs量子自旋霍尔效应理论预言与研究现状
    4.4 弱耦合衬底1T'-WTe₂的电子结构(BLG/SiC(0001)衬底)
    4.5 强耦合衬底1T'-WTe₂的电子结构(Nb:SrTiO₃(001)衬底)
    4.6 本章小结
    参考文献
第五章 单层1T'-WTe₂的输运性质研究
    5.1 本章简介
    5.2 研究背景
    5.3 实验方法
    5.4 实验结果与讨论
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 结论与展望
攻读博士期间获得的学术成果
致谢



本文编号：4014943