一种具有高自旋极化电子通道的拓扑绝缘体复合薄膜及其制备

摘要

本发明公开了一种具有高自旋极化电子输运通道的拓扑绝缘体异质复合薄膜，由6H‑SiC(0001)或SrTiO₃基片，和在基片上面利用分子束外延技术在超高真空系统中依次生长的拓扑绝缘体6QL Bi₂Se₃和普通半导体3QL Sb₂S₃组成。通过在拓扑绝缘体Bi₂Se₃表面覆盖Sb₂S₃，使复合薄膜的电学性能相较于单纯的Bi₂Se₃薄膜的性能有了显著的提升；狄拉克点由低于价带顶0.1eV变成了高于价带顶0.09eV，费米速度由提升到了，自旋极化率也由0.65提高至0.91；同时，自旋极化电子输运通道宽度由1nm左右提高至3nm，并可根据需要通过增加Sb₂S₃覆盖层的厚度进一步拓宽；Sb₂S₃覆盖层还能减小表面污染，如氧化等，对自旋极化电子流输运通道的影响。