掺Mn拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的制备及其电磁特性研究

文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)法在蓝宝石衬底上制备拓扑绝缘体Bi_2Se_3和掺杂Mn的拓扑绝缘体Bi_2Se_3的异质结薄膜。利用反射高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)对不同条件制备的样品晶相进行分析,获得最优的制备参数,主要包括衬底温度为390℃、Bi和Se的流量比为1∶10以及Mn流量对应的温度为590℃;利用综合物性测量系统(physical property measurement system,PPMS)测量了样品的温度电阻、磁电阻和霍尔电阻。测量结果表明,与纯Bi_2Se_3薄膜相比,Bi_2Se_3和掺杂Mn的Bi_2Se_3构成的异质结薄膜的电阻随温度的升高表现出金属性-绝缘性的转变和更强的磁阻特性,而且由于异质层间的近邻效应导致异质薄膜表现出p型导电特性。

WO_3/BiVO_4薄膜光电极构建及光电转化性能

分别用聚合物辅助沉积法和金属有机物分解法制备了WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极。利用固体紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗和线性扫描伏安法,对WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极的能带结构进行了表征。制备了WO_3/BiVO_4异质结复合光电极,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱,对该复合光电极的断面形貌、晶型结构和物质组成进行了分析。最后,对WO_3/BiVO_4复合光电极的光电转化性能进行了研究。研究结果表明:均为单斜晶型的WO_3和BiVO_4之间形成了膜厚约为450 nm的II型异质结;在施加相对于可逆氢电极1.23 V的电势时,WO_3/BiVO_4光电极的光电流密度可以达到1.926 m A/cm^2,表现出了良好的光电转化性能。