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《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》 2017年
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过渡金属硫化物的低温输运性质研究

黄祥威  
【摘要】:材料体系的拓扑量子态是当前凝聚态物理研究的热点,本论文工作主要研究了拓扑半金属材料NbIr Te_4的量子振荡行为和过渡金属硫化物MoTe_2,N bSe_2薄层的超导特性。作为第二类Weyl半金属可能的候选材料,NbIr Te_4的很多奇异的输运特性可能在未来新型量子器件方面具有潜在的应用价值;少层MoTe_2,N bSe_2作为为数不多的自然存在的单层超导体,对于研究二维(2D)极限下的超导的基本问题提供了很好的平台。此外,单层MoTe_2还被预测为是2D的拓扑绝缘体和拓扑超导体,对于他的一些更多的性质的确认可能有助于对于材料拓扑物性进一步的理解。本文的研究内容如下:第一章首先介绍了Weyl半金属和2D超导体的研究背景,主要包括Weyl半金属的一些奇异特性:例如手性反常效应,非局域输运等以及2D超导体涉及到的一些基本物理问题:如量子金属态以及增强的上临界磁场效应等。第二章介绍了我们样品的制备工艺以及测量仪器。主要包括NbIr Te_4单晶的生长方法和化学气相沉积(CVD)制备少层MoTe_2,N bSe_2的工艺;我还简略的介绍了用微加工仪器制备上述材料微纳器件的流程,以及测量器件所使用的低温仪器,包括:物性测量系统(PPMS)、氦3制冷机和稀释制冷机。第三章介绍了拓扑半金属NbIrTe_4的低温强磁场输运性质,发现NbIr Te_4的霍尔电阻具有多种载流子依赖,其载流子类型随着温度的变化发生变号,它还具有非饱和的大磁阻效应,通过Shubnikov-de Haas(SdH)振荡对角度依赖的测量发现其具有极度各向异性的费米面。第四章介绍了CV D生长的2D超导体MoTe_2,N bSe_2薄层的超导特性,对于MoTe_2薄层的输运测量发现:原子层厚度的MoTe_2具有高于块材的超导特性,进一步的研究发现通过掺杂Se元素也能提高MoTe_2的超导转变温度;对于NbSe_2薄层的输运测量发现,CVD生长的样品能在单层保持超导特性,且其超导行为满足BKT理论。第五章对本论文的工作进行总结和展望。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O469

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