外尔半金属Co_(3)Sn_(2)S_(2)薄膜的制备和电磁性质研究

外尔半金属Co_(3)Sn_(2)S_(2)是一种新型的拓扑量子材料,具有独特的拓扑能带结构,被认为是一种非常有潜力的自旋电子材料,而制备电子器件的重要一步是该材料的薄膜化.采用磁控溅射方法分别在Si O_(2)(300 nm)/Si(100)和Al_(2)O_(3)(0001)衬底上生长Co_(3)Sn_(2)S_(2)薄膜.X射线衍射(XRD,X-ray Diffraction)显示Co_(3)Sn_(2)S_(2)薄膜的结构随厚度而变化.在不同衬底上,Co_(3)Sn_(2)S_(2)薄膜的生长情况也不同,较薄的Co_(3)Sn_(2)S_(2)(<200 nm)适合生长在Al_(2)O_(3)(0001)衬底上,而较厚的Co_(3)Sn_(2)S_(2)(~5μm)适合生长在Si O_(2)(300 nm)/Si(100)衬底上.Co_(3)Sn_(2)S_(2)纵向电阻率随着厚度的增加而增加,对导电起主要作用的表面层厚度保持在一定尺度内.

外尔半金属WTe_(2)/Ti异质结的热稳定性拉曼散射研究

外尔半金属Td-WTe_(2)是一种新型的拓扑量子材料,具有很强的自旋轨道耦合作用和独特的拓扑能带结构,被认为是一种非常有潜力的自旋电子材料.通过构造WTe_(2)/Ti异质结构,能够解决原本在WTe_(2)上无法直接制备出具有垂直磁各向异性铁磁层的难题.与现有半导体工艺相兼容,器件集成需要经受高温处理过程,因此WTe_(2)/Ti的热稳定性对于实际器件制备和应用至关重要.然而,WTe_(2)/Ti界面的热稳定性目前仍然不清楚.本文利用显微拉曼散射技术系统研究了不同温度退火后的WTe_(2)/Ti异质结的热稳定性,发现WTe_(2)和Ti的界面热稳定性与WTe_(2)纳米片的厚度相关,WTe_(2)纳米片厚度适当增加,WTe_(2)/Ti异质结更加稳定.此外,高温退火会导致更加强烈的界面反应,在473 K退火30 min后,WTe_(2)(12nm)与Ti发生明显界面反应,生成Ti-Te化合物,该现象与高分辨透射电子显微镜测量和元素分析结果高度一致.研究结果为进一步探究WTe_(2)/Ti界面对于自旋轨道转矩效应的影响提供有用信息,激发基于WTe_(2)等拓扑材料的低功耗自旋器件研究.

漫谈第二类Weyl半金属

近日,清华大学物理系研究人员及合作者在Weyl半金属研究中取得新进展:首次在实验上观测到第二类Weyl半金属(MoTe_2)上的拓扑费米弧,在真实材料中证实了破坏洛伦兹不变性的第二类Weyl费米子的存在。相关文章于2016年9月6日在Nature Physics上发表^([1])。这是继去年第一类Weyl费米子得到证实之后凝聚态物理研究上的又一重大突破。什么是第二类Weyl费米子?它与第一类Weyl费米子有何区别?作者通过本文来做一个简单的介绍。

拓扑材料WTe_(2)的可控生长和物性调控

二维拓扑绝缘体由于具有受到拓扑保护的螺旋形(Helical)边缘态可以实现量子自旋霍尔效应;拓扑超导体由于具备满足非阿贝尔统计的马约拉纳(Majorana)零能模而成为实现拓扑量子计算的主要候选材料.WTe_(2)同时具备成为二维拓扑绝缘体和拓扑超导体的可能性.本文介绍利用分子束外延技术生长出单层1T′-WTe_(2),并利用扫描隧道显微镜/谱(STM/STS)揭示其半金属型的电子结构和拓扑边缘态的进展.通过衬底形变在1T′-WTe_(2)薄膜中引入应力作用,驱动了1T′-WTe_(2)的拓扑非平庸的全能隙绝缘相,从而实现真正意义的二维拓扑绝缘体.还利用碱金属插层的方法在体相Td-WTe_(2)中进行电子掺杂,实现了常压下的超导转变.XRD结构分析显示K原子插层对TdWTe_(2)晶格结构的影响可以忽略不计,表明超导态的WTe_(2)仍可能具有拓扑非平庸性质.