研究目的
采用射频磁控溅射法制备并表征FeSex/Bi2Se3双层薄膜,研究不同Bi2Se3厚度对其结构、形貌及磁学性能的影响。
研究成果
成功生长出FeSex/Bi2Se3双层薄膜,其中Bi2Se3晶粒呈c轴取向,由于FeSe2的存在在低温下表现出弱铁磁性,且Bi2Se3厚度影响结构与磁性能,显示出拓扑绝缘体应用的潜力。
研究不足
该研究仅限于特定厚度和溅射条件;薄膜质量可能随参数变化,需进一步优化以提高结晶度和磁性能。
1:实验设计与方法选择:
采用射频磁控溅射技术在硅衬底上依次沉积Bi2Se3和Fe-Se层,随后在富硒环境中进行退火处理以提升薄膜质量。
2:样品选择与数据来源:
使用硅(100)衬底;通过控制溅射时间(35秒、125秒、185秒)调节Bi2Se3厚度(20纳米、60纳米、90纳米),Fe-Se层厚度固定为60纳米。
3:5秒、125秒、185秒)调节Bi2Se3厚度(20纳米、60纳米、90纳米),Fe-Se层厚度固定为60纳米。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:射频磁控溅射系统、Bi2Se3合金靶材(99.999%纯度)、FeSe靶材(99.99%纯度)、硅衬底、高纯氩气、退火炉。
4:999%纯度)、FeSe靶材(99%纯度)、硅衬底、高纯氩气、退火炉。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在300°C下沉积Bi2Se3,300°C退火2小时;在500°C下沉积Fe-Se 1小时,随后在富硒环境中500°C退火6小时。
5:数据分析方法:
XRD用于晶体结构分析,FESEM用于表面形貌观测,PPMS用于磁性能测量。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
X'Pert PANalytical
PANalytical
Investigate crystal structures of the thin films
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Field-emission scanning electron microscope
JSM-7800F
JEOL
Determine surface morphology of the films
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Physical property measurement system
PPMS
Quantum Design
Perform magnetic property measurements
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RF magnetron sputtering system
Deposit Bi2Se3 and Fe-Se thin films
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