声明
摘要
第一章 绪论
1.1 拓扑绝缘体介绍
1.1.1 绝缘态
1.1.2 量子霍尔态
1.1.3 Z2拓扑不变量和拓扑绝缘体
1.2 三维(3D)拓扑绝缘体
1.2.1 强弱拓扑绝缘体
1.2.2 第一代拓扑绝缘体
1.2.3 第二代拓扑绝缘体
1.3 3D拓扑绝缘体发展前景与应用
1.3.1 时间反演(Time Reversal Symmetry)体系
1.3.2 非时间反演体系
1.3.3 Bi2Se3的研究进展
1.3.4 前景与展望
1.4 本论文的研究思路及主要研究内容
1.4.1 研究思路
1.4.2 主要研究内容
第2章 实验方法、实验设备和表征手段
2.1 块材制备方法
2.2 薄膜制备方法
2.2.1 真空蒸发镀膜法制备Bi2Se3薄膜
2.2.2 磁控溅射法制备Bi2Se3薄膜
2.2.3 高分子辅助化学溶液沉积法制备LSMO薄膜
2.3 实验仪器和表征手段
2.3.1 X射线衍射仪
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 等离子体发射光谱仪
2.3.4 霍尔测试系统
2.3.5 综合物性测试系统
第3章 Bi2Se3中掺杂磁性元素引入铁磁序
3.1 引言
3.2 磁性元素掺杂对Bi2Se3的影响
3.3 Co元素掺杂对Bi2Sea的影响
3.3.1 CoxBi2-xSe3的制备
3.3.2 XRD结果分析
3.3.3 形貌及成分分析
3.3.4 磁性研究
3.3.5 电输运行为
3.3.6 样品Co0.08Bi1.92Se3物性研究
3.3.7 Co掺杂Bi2Se3总结
3.4 Ni元素掺杂对Bi2Se3的影响
3.4.1 NixBi2-xSe3的制备
3.4.2 XRD结果分析
3.4.3 形貌及成分分析
3.4.4 磁性研究
3.4.5 电输运行为
3.4.6 Ni元素掺杂Bi2Se3小结
3.5 本章小结
第4章 Bi2Se3中掺杂非磁性元素引入铁磁序
4.1 引言
4.2 Bi2CxSe3-x的制备
4.3 XRD结果分析
4.4 形貌及成分分析
4.5 电输运行为
4.5.1 霍尔效应研究
4.5.2 电阻温度曲线研究
4.5.3 磁电阻
4.6 磁性研究
4.7 本章小结
第5章 真空蒸镀制备Bi2Se3薄膜
5.1 引言
5.2 真空蒸镀制备Bi2Se3薄膜的工艺探索
5.2.1 实验流程
5.2.2 基底选取与清洗
5.2.3 热处理工艺
5.2.4 不同退火温度和保温时间对Bi2Se3薄膜相结构的影响
5.3 Bi2Se3/Si(100)蒸镀薄膜的物性研究
5.3.1 形貌分析
5.3.2 电输运行为
5.3.3 WAL效应
5.4 Bi2Se3/其它基底蒸镀薄膜的物性研究
5.4.1 XRD结果分析
5.4.2 形貌和成分分析
5.4.3 电输运行为
5.5 本章小结
第6章 磁控溅射制备Bi2Se3薄膜
6.1 引言
6.2 磁控溅射制备Bi2Se3薄膜的工艺探索
6.2.1 实验流程
6.2.2 基底选取与清洗
6.2.3 热处理工艺
6.2.4 不同退火温度对Bi2Se3薄膜相结构的影响
6.3 Bi2Se3/Si(111)溅射薄膜的物性研究
6.3.1 形貌分析
6.3.2 电输运行为
6.4 Bi2Se3/Si(100)薄膜的物性研究
6.4.1 XRD结果分析
6.4.2 形貌和成分分析
6.4.3 电输运行为
6.5 本章小结
第七章 Bi2Se3/LSMO异质结研究
7.1 LSMO薄膜的制备工艺探索和物性研究
7.1.1 La0.7Sr0.3MnO3薄膜制备工艺探索
7.1.2 测试结果分析
7.2 蒸镀法制备的Bi2Se3/LSMO异质结的物性研究
7.2.1 Bi2Se3/LSMO异质结制备方法
7.2.2 Bi2Se3/LSMO异质结的物性研究
7.3 溅射法制备Bi2Se3/LSMO异质结研究
7.3.1 Bi2Se3/LSMO异质结的制备
7.3.2 Bi2Se3/LSMO异质结的物性研究
7.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果