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拓樸絕緣體

        拓樸絕緣體是近年來,繼奈米材料後一個熱門的物理新名詞。因為它具有獨特的物理性質,使得材料在無任何磁場的外加條件下,絕緣體的表面會產生特殊的表面態,進而導電。此類材料具有許多優點,例如穩定、易合成,這就能夠保證此材料能夠商用化。另外拓樸絕緣體其能隙也遠大於室溫的能量尺度,這也意味能夠製作出室溫低耗能的元件。科學研究方面,拓樸絕緣體表面態的單一狄拉克點也提供了各式的理論研究非常好的一個簡單平台。所以,尋找各式特殊之拓樸絕緣體材料是目前物理界重要的焦點。

   本實驗室用分子束磊晶系統鍍製作拓墣絕緣體。

 

製作過程有三個階段:

 

 一、低溫成核:增加成核密度以及減少3D生長。

 二、高溫退火:改善第一層膜的結晶品質。

 三、高溫繼續生長:成長高品質的平整薄膜。

圖(a)和(b):氧化鋁基板表面的RHEED圖譜。圖(c)和(d):Bi2Te3薄膜表面的RHEED圖譜。圖(e):電子顯微鏡下的Bi2Te3薄膜表面。圖(f):Bi2Te3的XRD繞射圖譜。圖(g):原子力顯微鏡下的表面形貌。圖(h):穿透式電子顯微鏡下的Bi2Te3的晶體結構。圖(i):利用ARPES技術得到Bi2Te3薄膜的能帶結構中的表面態

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