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不同基底上化学浴沉积制备的BiSe薄膜在光电子应用中的光学、电学、结构及磁学特性
摘要: 采用化学浴沉积法(CBD)在PMMA、ITO、玻璃和硅片等基底上制备了BiSe薄膜。制备过程中沉积温度、时间和pH值保持恒定。生长于ITO、玻璃、PMMA和硅片基底的BiSe薄膜厚度分别为513、468、1039和260纳米。根据GAXRD分析结果,生长于玻璃和PMMA基底的薄膜呈非晶结构,而生长于ITO和硅片基底的薄膜则显示出Bi2Se3晶体的特征峰。计算得出ITO和硅片基底薄膜的晶粒尺寸、单位面积结晶数量及位错密度分别为112.40纳米与43.04纳米;2.25×10??与7.91×10??(1/纳米2)。通过Zisman法测得玻璃、ITO、PMMA和硅片基底薄膜对蒸馏水、乙二醇、甲酰胺和二碘甲烷液体的接触角及临界表面张力。生长于玻璃、ITO、PMMA薄膜的透射率与反射率分别为:T% 79.90、92.76、67.37;R% 6.18、2.07、10.59。其带隙值Eg分别为1.92、2.18、1.60电子伏特。消光系数、折射率及相对介电常数分别为k=0.007、0.002、0.012;n=1.65、1.34、1.96;ε?=0.271、0.083、0.528。玻璃、ITO、PMMA和硅片的方阻、霍尔迁移率、面载流子浓度、体载流子浓度及导电类型依次为:6.52×10?、6.65×101、1.09×10?、6.45×102(Ω/平方厘米);2.38、1.21×10?1、5.34、1.52(平方厘米/伏·秒);4.01×101?、7.71×101?、1.06×101?、6.34×101?(每平方厘米);4.58×101?、1.50×1022、1.02×101?、2.89×102?(每立方厘米);p型、n型、p型、p型。此外,通过范德堡法和HEMS技术测得了薄膜的I-V特性及磁阻随磁场变化关系。
关键词: 磁阻效应、薄膜沉积、光学带隙、载流子浓度、表面特性、晶体生长
更新于2025-09-23 15:21:21
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应变InSb晶须中的贝里相位
摘要: 研究了掺锡浓度为6×101?–6×101? cm?3的n型导电InSb晶须在4.2至50 K温度范围及10 T磁场下的应变对纵向磁阻的影响。在所有掺杂浓度范围内,应变与非应变样品均在低温下呈现Shubnikov-de Haas振荡。当掺杂浓度接近金属-绝缘体转变区时,InSb晶须的纵向磁阻部分峰位分裂为双峰。据此计算得出应变与非应变样品的巨大g因子介于30至60之间。所有掺杂浓度下,应变对InSb晶须的磁阻振荡周期无影响,但费米能级升高且电子有效质量mc降至0.02 m?。研究还发现应变n-InSb晶须中存在Berry相位,表明其经应变后转变为拓扑绝缘体相。
关键词: 贝里相位、拓扑绝缘体、应变InSb晶须、舒布尼科夫-德哈斯振荡、磁阻效应
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有线性磁阻和高导电性的CoX2(X = S、Se、Te)单晶二维层厚度可控合成。
摘要: 二维材料(尤其是过渡金属硫族化合物TMDs)因其丰富的特性引发了广泛关注。理论及实验研究表明,部分含磁性元素(铁、钴、镍等)的TMDs具有磁性,这无疑为功能器件设计与物理机制研究提供了理想平台。然而大量理论预测的TMDs尚未实现实验制备,且可控合成具有目标厚度与高结晶度的此类材料仍具挑战性。本研究通过化学气相沉积法(CVD)实现了CoX2(X=S, Se, Te)纳米片的可控制备,其晶体厚度、横向尺寸与形貌呈现显著的温度依赖性,厚度可实现从单层到数十纳米的精准调控。磁输运表征与密度泛函理论(DFT)模拟表明CoSe2和CoTe2呈现金属性,且在高达9特斯拉磁场下仍观测到非饱和线性磁阻效应。这两种材料的电导率分别可达5×10? S/m和1.8×10? S/m,性能优异甚至媲美银。这类钴基TMDs不仅有望作为二维导体应用,更为研究其磁学特性提供了重要平台。
关键词: 过渡金属二硫化物、磁阻效应、电导率、二维材料、化学气相沉积
更新于2025-09-19 17:13:59
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SiC表面石墨烯中电子局域化与反局域化的转变及贝里相的显现
摘要: 研究表明,石墨化碳化硅的输运特性受表面高度电子掺杂的石墨烯层控制。在弱磁场和低温条件下,由于弱局域化效应可观察到负磁阻现象。首次在该类样品中于高温条件下观测到磁阻从弱局域化向弱反局域化的转变(后者是石墨烯等自旋的表现)。在强磁?。ǜ叽?0特斯拉)中观察到显著的舒布尼科夫-德哈斯振荡图样,该图样显示出四重载流子能谱简并度——源于自旋和谷简并度的双重作用。同时观测到了贝里相位的表征现象。估算有效电子质量为m*=0.08m0,该数值具有高载流子浓度石墨烯的典型特征。
关键词: 弱局域化、贝里相位、石墨烯、舒布尼科夫-德哈斯振荡、碳化硅、磁阻效应、弱反局域化
更新于2025-09-11 14:15:04
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电子束蒸镀拓扑绝缘体Bi?Se?薄膜中的逆自旋霍尔效应
摘要: 利用铁磁体(FM)/重金属(HM)中纯自旋流的自旋电子学是当前研究热点。具有自旋动量锁定表面态的拓扑绝缘体展现出强自旋轨道耦合效应,因而有望替代铂(Pt)、钽(Ta)、钨(W)等重金属材料。本研究针对Bi2Se3/CoFeB双层膜中的自旋泵浦现象展开探究:采用电子束蒸发法在Si(100)衬底制备Bi2Se3薄膜,通过测试30nm厚Bi2Se3薄膜在1.5K温度下呈现10%磁阻率(MR)的低温磁输运特性,证实其拓扑本质——磁阻随外加磁场线性增长表明存在自旋动量锁定表面态。通过逆自旋霍尔效应(ISHE)产生的室温电压测量实现自旋泵浦量化分析。为分离主要来自铁磁层CoFeB的自旋整流效应,我们测量了直流电压相对于外加磁场的面内角度依赖性。分析表明:测量电压中主导成分为自旋泵浦诱导的ISHE效应。
关键词: 自旋泵浦、逆自旋霍尔效应、拓扑绝缘体/铁磁界面、磁阻效应、铁磁共振
更新于2025-09-10 09:29:36
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约瑟夫森介质中Berezinskii-Kosterlitz-Thouless拓扑相变的可视化:YBa?Cu?O?-δ颗粒高温超导体磁阻异常温度依赖性的检测
摘要: 研究了在磁场诱导下,双能级高温超导体约瑟夫森介质中实现Berezinskii-Kosterlitz-Thouless拓扑相变的可能性。通过以YBa2Cu3O7-δ颗粒状高温超导体为模型对象,实验研究了温度与外磁场对其输运特性的影响。首次在特定温区与外磁场范围内检测到磁阻等温线的异常行为,该现象揭示了颗粒状高温超导体约瑟夫森介质中存在拓扑相变。
关键词: YBa2Cu3O7–δ(钇钡铜氧高温超导体)、磁阻效应、约瑟夫森介质、Berezinskii–Kosterlitz–Thouless拓扑相变
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过静电纺丝制备的混合纳米线网络
摘要: 我们通过静电纺丝法制备了La1.85Sr0.15CuO4/La0.7Sr0.3MnO3纳米线网络杂化体系。扫描电子显微镜观测显示,纳米线平均直径约220纳米,平均长度可达50微米以上。随机排列的La1.85Sr0.15CuO4与La0.7Sr0.3MnO3纳米线相互交织形成复杂非织造杂化网络系统。透射电子显微镜证实这些多晶纳米线的晶粒尺寸约为30纳米。四探针电输运和磁化测量表明样品超导性被抑制并呈现正磁阻效应。M(T)和M(H)测试进一步揭示了该杂化纳米线网络样品的软磁特性。
关键词: LSCO、静电纺丝、纳米线、LSMO、磁化强度、磁阻效应、混合网络
更新于2025-09-10 09:29:36
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高度掺杂铁的A3B5半导体形成特征与性质研究
摘要: 通过脉冲激光沉积法生长过程中高度掺杂铁的InAs、InSb和GaSb半导体层进行了实验研究。在GaAs(100)衬底上形成各层的最佳温度为:250°C(InSb:Fe)、300°C(InAs:Fe)和350°C(GaSb:Fe)。当铁浓度较高(超过10 at%)时,这些层展现出铁磁特性,表现为霍尔电阻的磁场依赖性中出现滞后曲线、负磁阻效应,以及在某些情况下室温测量时呈现铁磁型磁化强度。铁原子不改变层的导电类型;InAs:Fe和InSb:Fe层具有n型导电性,而GaSb:Fe层由于本征点缺陷而呈现p型导电性。
关键词: 霍尔效应、A3B5半导体、铁磁特性、磁阻效应、铁掺杂、脉冲激光沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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铌酸锂衬底上制备的镍线中条纹畴结构的磁化反转研究
摘要: 我们通过磁阻测量、克尔显微镜和微磁模拟研究了在单晶Y切割128°铌酸锂衬底上制备的镍线的磁化反转过程。研究发现,由形状磁各向异性与异质结诱导的附加磁各向异性竞争形成的条纹畴结构,为控制畴壁位移提供了必要的钉扎作用。
关键词: 磁各向异性、克尔显微镜、磁化反转、磁阻效应(MR)、微磁模拟
更新于2025-09-09 09:28:46
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金属薄膜厚度原子尺度极限下的弱反局域化现象
摘要: 在现代凝聚态物理中,制备厚度仅为几个原子层的二维金属层并研究其性质是极具意义且富有挑战性的课题。实现此类层状结构的一种可行方法是在硅基底(即覆盖单层或亚单层有序金属膜的硅衬底)上合成所谓的金属诱导重构表面。具有7×7周期性的Si(111)表面二维Au-Tl化合物属于含重金属原子(具有强自旋-轨道耦合效应)的重构体系家族。这类体系中,强自旋-轨道耦合通过Rashba效应导致表面态能带的自旋分裂(该现象已获实验证实)。强自旋-轨道耦合在输运性质中的另一显著表现——弱反局域化效应,迄今尚未在原子厚度金属层中被探究。本研究在低至约2.0K的温区考察了Si(111)表面二维Au-Tl化合物的输运与磁输运特性。根据Ioffe-Regel判据证实该化合物呈现具有金属导电性的二维近自由电子气行为,其弱反局域化效应可通过Hikami-Larkin-Nagaoka理论框架进行解释,并讨论了可能的电子退相干机制。需指出的是,除(Au,Tl)/Si(111) 7×7体系外,硅基底上还存在许多其他成分、结构、自旋轨道耦合强度及自旋纹理各异的有序原子层金属膜,这为研究薄膜厚度小于电子波长时的原子尺度极限弱反局域化效应提供了广阔前景。
关键词: 弱反局域化(WAL)、二维化合物、输运测量、磁阻效应、强自旋-轨道耦合(SOC)
更新于2025-09-09 09:28:46