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《合肥工业大学》 2017年
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拓扑绝缘体Bi_2Se_3的异质结的制备及其电极接触性能研究

杜洪洋  
【摘要】:自从拓扑绝缘体被预言及制备以来,其奇异的物理特性就一直受到科学家的巨大的关注,并且引发了极高的研究热潮。经过多年来科学家的研究和发展,第二代三维拓扑绝缘体Bi2Se3因为其表面仅有一个狄拉克锥等一系列新颖的物理特性,为拓扑绝缘体的研究翻开了新的篇章。大量的科学研究表明,Bi2Se3掺杂磁性元素会改变其运输特性,而当制备的Bi2Se3薄膜样品厚度在7nm以内时,它的上、下表面的表面态会相互作用、相互影响,引发更奇异的电运输特性。因此,本实验采用分子束外延(MBE)法制备拓扑绝缘体Bi2Se3异质结样品,通过比较Bi2Se3异质结与Bi2Se3单晶的电学性质,来分析Bi2Se3异质结上下表面的相互影响作用。由于Bi2Se3单晶表面易出现各种缺陷位,因而选取不同条件分别制备样品,再通过XRD和SEM等测试工具分析,优化制备参数,随后利用优化的参数制备出Bi2Se3异质结样品。而测试Bi2Se3单晶及其异质结样品需要选取接触特性优质的金属靶材做为电极,规避因接触不良而可能出现较大的肖特基势垒高度,因此选取不同功函数的金属靶材制备成电极蒸镀在Bi2Se3单晶表面,通过测试T-I曲线分析得出接触性能最佳的金属靶材,再以此金属靶材为电极靶材蒸镀在Bi2Se3单晶及其异质结样品表面,测试并分析比较它们的电学性质。最终得出数据与图谱表明,Bi与Se的流量比为1:10时制备参数最优,金属In最适合作为靶材制备电极,而Bi2Se3异质结样品的磁阻高于Bi2Se3单晶,且体系内载流子发生奇异的变化。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O484

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