當今最新的量子材料,凝聚態物理專家很快喜歡拓撲絕緣體的外觀:許多研究表明,拓撲絕緣體的薄層只有幾納米厚,但是它們的厚度卻只有幾納米。特的結構和物理特性拓撲絕緣子可以有效地用于平面設備。此,本文將結合文獻檢索的方法,重點研究拓撲絕緣膜和有限尺寸效應,并結合目前國內外有關局部絕緣膜的研究成果。 前,有關拓撲絕緣膜的拓撲特性的爭論一直存在:一些研究人員聲稱拓撲絕緣膜是三維絕緣體,但有人認為拓撲絕緣膜是二維絕緣體,甚至是普通絕緣體。此,本文將結合分子束外延技術探索拓撲絕緣膜和有限尺寸效應,希望為該領域的人們和量子現象的研究提供必要的參考。撲基本上是一個數學概念,電纜拓撲屬性是指對細節缺乏敏感性的局部性質,因為兩種不同大小和材料的材料由于表面存在缺陷,因此在拓撲中。處于等效狀態,材料表面上特定數量的缺陷是對細節不敏感的拓撲特征。于能帶的結構直接影響材料的性能,因此使用能帶的拓撲表示,因此材料對細節也缺乏敏感性。量子霍爾效應的作用下,二維電子系統在磁場強度較高時會生成不同水平的Landau,從而可以將二維電子系統視為絕緣體。是,絕緣子的能帶結構具有特殊的拓撲特性,這使得霍爾量子電阻極其穩定。使樣品的詳細信息發生變化,霍爾量子電阻的值仍保持不變。敏度的本質也使霍爾量子系統成為強磁場中的拓撲絕緣體。拓撲絕緣子的最新研究表明,在沒有施加磁場的環境中具有強自旋軌道耦合的窄帶半導體也可以歸因于拓撲絕緣子的類別。于材料本身的能帶在費米能級的位置具有帶隙及其獨特的拓撲特性,因此在表面/界面狀態下會出現類似于石墨烯的能帶結構。旋極化拓撲絕緣體具有良好的穩定性,并且不容易引起污染和氧化等問題。此階段,研究人員普遍認為,拓撲絕緣體主要是常見的拓撲,三維和二維絕緣體。維拓撲絕緣體具有共同的拓撲邊界狀態,而三維拓撲絕緣體具有二維拓撲表面狀態。 了有效地研究拓撲絕緣膜和有限尺寸效應,本文將選擇三維拓撲絕緣材料Bi2Se3材料,并使用分子束外延技術生成單晶膜,并使用專業的顯微鏡等設備可以逐層觀察和分析薄膜。后,簡要探討了不同厚度的拓撲絕緣子的性能和能帶。料Bi2Se3具有明顯的分層特性,總共由五個原子層組成,單原子層Bi和Se分別為2和3,它們交替形成一個完整的周期性結構。據馬靜和雷玉璽(2016)[1],電纜在對拓撲絕緣膜Bi2Te3的電子結構及其第一原理提供的相關數據的研究中,Bi2Te3的周期性結構的高度為0.95 nm ,以及所有五個原子層是一個周期很大的結構:在五個原子層中的每個原子層中,都有相互作用,并且共價鍵相對較強。了方便搜索,本文選擇Bi2Se3薄膜基板時,選擇了雙層石墨烯封端的6H-SiC(0001),因為它具有良好的化學慣性,因此可以避免與更多氧化的Se相互作用,它的原子表面。區域不僅相對較大且非常平坦,而且還有助于Bi2Se3薄膜的有效生長。了有效地實現Bi2Te3拓撲絕緣膜的生長,該文獻可以參考張濤和邱懷利(2016)的相關研究方法,通過控制襯底的溫度來控制Bi和Se的溫度。]。時,使用了Bi和Se為1:10的光束比。而,在研究中我們可以看到,硒的來源具有很高的蒸發溫度,而石墨烯的表面相對較光滑,因此蒸發的原子和分子幾乎不被吸附。材表面。 果Bi原子被吸附在基板表面上,則在反應中會形成化合物,因此通過控制Bi束通量可以有效地控制膜的生長速度。文選擇的Bi2Te3膜具有較大的平坦表面積和相對較低的缺陷密度。面臺階具有五個原子層結構的高度,但是每個周期性結構之間的相互作用很小,因此使得結構的表面自由能也相對較小,并且只有分子的周期性結構的表面整個Bi2Te3膜的表面可以有效地顯示五原子層。 據相關圖,實際上在測試樣品上形成了拓撲絕緣膜Bi2Te3。2中正確位置處的垂直虛線表示由量子限制效應的能量產生的量子阱的狀態,并且其峰值位置對Bi 2 Te 3膜的厚度具有更高的靈敏度, Bi2Te3膜變得越來越厚。是,沒有連續運動,而是一組峰完全消失,而另一組峰逐漸出現。也表明,隨著Bi2Te3膜厚度的增加,在膜的逐層生長過程中以及在與之對應的一組峰的情況下,量子阱的狀態將相應地發生變化。 應于他。Bi 2 Te 3膜在一定范圍內具有相對均勻的厚度。須在拓撲絕緣材料的外延生長上建立拓撲絕緣體的有限尺寸效應。
該文件中,Bi2Te3膜的厚度在室溫下進行了測試,并且發現膜條結構當厚度相對較小時,Bi2Te3發生顯著變化。Bi 2 Te 3膜的厚度不超過五原子的六層時,在表面狀態下出現大的能隙,并且在膜上確實存在狄拉克點。膜的厚度為5層,每層5個原子的厚度時,不僅在表面狀態下存在明顯的能隙,而且其厚度也大于6層的5個原子的厚度,最后,在連續還原Bi2Te3膜的過程中,我們還可以清楚地看到,能隙在逐漸增加,因此我們可以推斷出Bi2Te3膜的厚度與薄膜之間存在反比關系。面能隙[3]。 Bi 2 Te 3膜的厚度大于兩個原子層但不大于六個原子層時,表面狀態不僅具有凈能量范圍,而且具有破裂現象。是,not裂并不總是存在:根據相關圖,left裂在點F的位置完全消失,但是隨著距點F的位置的距離變長, left裂變得更加明顯。管在此膜厚度下的表面開裂顯然類似于常規的Rashba旋轉分離,但兩者之間仍然存在根本差異。時形成的外部分支的表面狀態信號相對較弱,因此在使用二次曲線調整表面狀態并獲得相應系數的過程中,分離是Bi2Te3膜厚度的減小。少時,當膜Bi2Te3僅具有兩個厚的五個原子層時,不存在能帶分離。本文中,我們始終發現薄膜的化學勢與Bi2Te3膜厚度的變化密切相關。膜厚增加到55層時,它位于費米表面下方的0.12 eV位置。 拉克點。將膜厚度調整為五個原子的六層厚度時,狄拉克點出現在費米表面下方約0.26 eV的位置。有證據表明,膜的厚度在一定程度上影響膜的化學勢,然后,當將膜厚度調節至二十五層的厚度時,狄拉克點不會出現在膜附近。