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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 437 毫秒
1.
田曼曼  王国祥  沈祥  陈益敏  徐铁峰  戴世勋  聂秋华 《物理学报》2015,64(17):176802-176802
本文采用双靶(ZnSb靶和Ge2Sb2Te5靶)共溅射制备了系列ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5(GST)薄膜. 利用X射线衍射、透射电子显微镜、原位等温/变温电阻测量、X射线光电子能谱等测试研究了薄膜样品的非晶形态、电学及原子成键特性. 利用等温原位电阻测试表明ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜具有更高的结晶温度. 采用Arrhenius 公式计算发现ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜的十年数据保持温度均高于传统的Ge2Sb2Te5薄膜的88.9℃. 薄膜在200, 250, 300和350℃ 下退火后的X射线衍射图谱表明ZnSb的掺杂抑制了Ge2Sb2Te5薄膜从fcc态到hex态的转变. 通过对薄膜的光电子能谱和透射电镜分析可知Zn, Sb, Te原子之间键进行重组, 形成Zn–Sb 和Zn–Te 键, 且构成非晶物质存在于晶体周围. 采用相变静态检测仪测试样品的相变行为发现ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜具有更快的结晶速度. 特别是(ZnSb)24.3(Ge2Sb2Te5)75.7薄膜, 其结晶温度达到250℃, 十年数据保持温度达到130.1℃, 并且在70 mW激光脉冲功率下晶化时间仅~64 ns, 远快于传统Ge2Sb2Te5薄膜的晶化时间~280 ns. 以上结果表明(ZnSb)24.3(Ge2Sb2Te5)75.7薄膜是一种热稳定性好且结晶速度快的相变存储材料.  相似文献   

2.
采用射频磁控溅射方法制备了两种用于相变存储器的Ge1Sb2Te4和Ge2Sb2Te5相变薄膜材料,对其结构、电学输运性质和恒温下电阻随时间的变化关系进行了比较和分析.X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)的结果表明:随着退火温度的升高,Ge1Sb2Te4薄膜逐步晶化,由非晶态转变为多晶态,表面出现均匀的、 关键词: 硫系相变材料 1Sb2Te4')" href="#">Ge1Sb2Te4 2Sb2Te5')" href="#">Ge2Sb2Te5  相似文献   

3.
通过反应溅射的方法,制备了N掺杂的Ge2Sb2Te5(N-GST)薄膜,用作相变存储器的存储介质.研究表明,掺杂的N以GeN的形式存在,不仅束缚了Ge2Sb2Te5 (GST)晶粒的长大也提高了GST的晶化温度和相变温度.利用N-GST薄膜的非晶态、晶态面心立方相和晶态六方相的电阻率差异,能够在同一存储单元中存储三个状态,实现相变存储器的多态存储功能. 关键词: 相变存储器 多态存储 N掺杂 2Sb2Te5')" href="#">Ge2Sb2Te5  相似文献   

4.
孙海明 《物理学报》2022,(13):317-323
晶体铋沿(111)面方向的双原子层及薄膜具有新奇的拓扑性质.在实验生长或者实际应用中,其必然与衬底接触.本文采用紧束缚近似方法与第一性原理计算研究了Bi双原子层及其与Bi2Te3和Al2O3衬底形成的异质结的电子结构.计算结果表明, Bi双层是具有0.2 eV的半导体.当其与具有拓扑表面态的Bi2Te3形成异质结时,两者电子态之间有很强的杂化,不利于Bi(111)双层拓扑电子态的观测.将其放在绝缘体Al2O3(0001)时,导带与价带与衬底电子态杂化较小,并且展现出巨大的Rashba自旋劈裂.这是由于衬底诱导Bi(111)双原子层中心反演对称性破缺和自旋-轨道耦合共同作用的结果.进一步采用紧束缚近似计算得到的结果发现,衬底Al2O3(0001)对Bi(111)双层的作用等效于一个约为0.5—0.6 V/?(1?=0.1 nm)的外电场.此外, Bi(111)双原子层与衬...  相似文献   

5.
采用磁控三靶(Si,Sb及Te)共溅射法制备了Si掺杂Sb2Te3薄膜,作为对比,制备了Ge2Sb2Te5和Sb2Te3薄膜,并且采用微加工工艺制备了单元尺寸为10μm×10μm的存储器件原型来研究器件性能.研究表明,Si掺杂提高了Sb2Te3薄膜的晶化温度以及薄膜的晶态和非晶态电阻率,使得其非晶态与晶态电阻率之比达到106,提高了器件的电阻开/关比;同Ge2Sb2Te5薄膜相比,16at% Si掺杂Sb2Te3薄膜具有较低的熔点和更高的晶态电阻率,这有利于降低器件的RESET电流.研究还表明,采用16at% Si掺杂Sb2Te3薄膜作为存储介质的存储器器件原型具有记忆开关特性,可以在脉高3V、脉宽500ns的电脉冲下实现SET操作,在脉高4V、脉宽20ns的电脉冲下实现RESET操作,并能实现反复写/擦,而采用Ge2Sb2Te5薄膜的相同结构的器件不能实现RESET操作. 关键词: 相变存储器 硫系化合物 2Te3薄膜')" href="#">Si掺杂Sb2Te3薄膜 SET/RESET转变  相似文献   

6.
王怀强  杨运友*  鞠艳  盛利  邢定钰 《物理学报》2013,62(3):37202-037202
研究一个极薄三维拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜处于两个铁磁绝缘体层之间, 其铁磁层的磁化方向都处于竖直平面, 系统拓扑性质随磁化方向夹角的变化. 从表面态电子低能有效哈密顿量出发计算系统的Chern 数, 和运用一个具有Armchair边界的单层六角晶格带的紧束缚模型模拟系统的体能带和边缘态, 来确定系统所处的拓扑相. 发现两个铁磁层的磁化方式从平行转到反平行的某一临界角度, 系统经历从反常量子霍尔相到普通绝缘相的转变.  相似文献   

7.
量子自旋霍尔效应通常存在于二维拓扑绝缘体中,其具有受拓扑保护的无耗散螺旋边界态. 2014年,理论预言单层1T’相过渡金属硫族化合物是一类新型的二维量子自旋霍尔绝缘体.其中,以单层1T’-WTe2为代表的材料体系具有原子结构稳定、体带隙显著、拓扑性质易于调控等许多独特的优势,对低功耗自旋电子器件的发展具有重要的意义.本文总结了单层1T’-WTe2在实验上的最新进展,包括基于分子束外延生长的材料制备,螺旋边界态的探测及其对磁场的响应,掺杂、应力等手段在单层1T’-WTe2中诱导出的新奇量子物态等.也对单层1T’-WTe2未来可能的应用前景进行了展望.  相似文献   

8.
丁玥  沈洁  庞远  刘广同  樊洁  姬忠庆  杨昌黎  吕力 《物理学报》2013,62(16):167401-167401
拓扑绝缘体的出现为寻找拓扑超导体和Majorana费米子提供了一种可能的途径. 在拓扑绝缘体Bi2Te3表面沉积极薄的不连续铅膜, 试图通过邻近效应感应出大片的超导区, 为下一步研究拓扑超导电性创造条件.借助四引线电输运测量实验, 在0.25 K的低温下看到了超流现象, 表明沉积在Bi2Te3表面的厚度小于20 nm的颗粒化铅膜能够诱导邻近效应, 并且使大片Bi2Te3超导. 关键词: 超导邻近效应 S-N-S结 拓扑绝缘体  相似文献   

9.
拓扑电子材料因为具有非平庸的拓扑态,所以会展现出许多奇异的物理性质.本文通过第一性原理计算对应变调控下的烧绿石三元氧化物Tl2Ta2O7中的拓扑相变进行了研究.首先分析了原子轨道投影能带,发现体系费米能级附近O原子的(px+py)与pz轨道发生了能带反转,再构造了紧束缚模型计算得到体系的Z2拓扑不变量确定了其拓扑非平庸性,最后研究了表面态等拓扑性质.研究发现未施加应变的Tl2Ta2O7是一个在费米能级处具有二次能带交叉点的半金属,而平面内应变会破缺晶体对称性进而使体系发生拓扑相变.当对体系施加–1%的压缩应变时,它会转变为狄拉克半金属;当对体系施加1%的拉伸应变时,体系相变为拓扑绝缘体.本研究对于在三维材料中调控拓扑相变有着较重要的指导意义,并且为低能耗电子器件的设计提供了良好的材料平台.  相似文献   

10.
采用磁控溅射法制备了不同Cu含量的Cu-Ge3Sb2Te5薄膜, 原位测试了薄膜电阻与温度的关系, 并利用X射线衍射仪、透射电镜、透过和拉曼光谱仪分别研究了 Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的晶体结构、微结构、禁带宽度及成键情况. 结果表明, Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的结晶温度和结晶活化能随着Cu含量的增加而增大, Cu的加入有效改善Ge3Sb2Te5薄膜的热稳定性和10年数据保持力. 随着Cu含量的增加, 非晶态Cu-Ge3Sb2Te5薄膜的禁带宽度逐渐减小. 同时, 拉曼峰从129 cm-1向127 cm-1处移动, 这是由于Cu–Te极性键振动增强的缘故. Cu-Ge3Sb2Te5结晶为均匀、相互嵌套的六方Cu2Te和Ge2Sb2Te5相.  相似文献   

11.
Yunlong Li 《中国物理 B》2021,30(12):127901-127901
Using high-resolution angle-resolved and time-resolved photoemission spectroscopy, we have studied the low-energy band structures in occupied and unoccupied states of three ternary compounds GeBi2Te4, SnBi2Te4 and Sn0.571Bi2.286Se4 near the Fermi level. In previously confirmed topological insulator GeBi2Te4 compounds, we confirmed the existence of the Dirac surface state and found that the bulk energy gap is much larger than that in the first-principles calculations. In SnBi2Te4 compounds, the Dirac surface state was observed, consistent with the first-principles calculations, indicating that it is a topological insulator. The experimental detected bulk gap is a little bit larger than that in calculations. In Sn0.571Bi2.286Se4 compounds, our measurements suggest that this nonstoichiometric compound is a topological insulator although the stoichiometric SnBi2Se4 compound was proposed to be topological trivial.  相似文献   

12.
《中国物理 B》2021,30(6):67307-067307
A well-established method is highly desirable for growing topological insulator thin films with low carrier density on a wafer-level scale. Here, we present a simple, scalable method based on magnetron sputtering to obtain high-quality Bi_2 Te_3 films with the carrier density down to 4.0 × 10~(13) cm~(-2). In contrast to the most-used method of high substrate temperature growth, we firstly sputtered Bi_2 Te_3 thin films at room temperature and then applied post-annealing. It enables the growth of highly-oriented Bi_2 Te_3 thin films with larger grain size and smoother interface. The results of electrical transport show that it has a lower carrier density as well as a larger coherent length(~ 228 nm, 2 K). Our studies pave the way toward large-scale, cost-effective production of Bi_2 Te_3 thin films to be integrated with other materials in wafer-level scale for electronic and spintronic applications.  相似文献   

13.
关童  滕静  吴克辉  李永庆 《物理学报》2015,64(7):77201-077201
本文报道了拓扑绝缘体(Bi0.5Sb0.5)2Te3薄膜中线性磁阻问题的系统性研究工作. 此体系中, 线性磁阻在很宽的温度和磁场范围内出现: 磁场高达18 T时磁阻仍没有饱和趋势, 并且当温度不高于50 K时, 线性磁阻的大小对温度的变化不敏感. 栅压调控化学势可明显改变线性磁阻的大小. 当化学势接近狄拉克点时, 线性磁阻最为显著. 这些结果说明电荷分布的不均匀性是引起该材料线性磁阻的根源.  相似文献   

14.
Zhengyang Wan 《中国物理 B》2021,30(11):117304-117304
The successfully experimental fabrication of two-dimensional Te monolayer films [Phys. Rev. Lett. 119 106101 (2017)] has promoted the researches on the group-VI monolayer materials. In this work, the electronic structures and topological properties of a group-VI binary compound of TeSe2 monolayers are studied based on the density functional theory and Wannier function method. Three types of structures, namely, α-TeSe2, β-TeSe2, and γ-TeSe2, are proposed for the TeSe2 monolayer among which the α-TeSe2 is found being the most stable. All the three structures are semiconductors with indirect band gaps. Very interestingly, the γ-TeSe2 monolayer becomes a quantum spin Hall (QSH) insulator with a global nontrivial energy gap of 0.14 eV when a 3.5% compressive strain is applied. The opening of the global band gap is understood by the competition between the decrease of the local band dispersion and the weakening of the interactions between the Se px, py orbitals and Te px, py orbitals during the process. Our work realizes topological states in the group-VI monolayers and promotes the potential applications of the materials in spintronics and quantum computations.  相似文献   

15.
16.
二维拓扑绝缘体因其特殊的能带结构带来的新奇物理性质,成为近年来凝聚态物理的研究热点.尤其是在引入超导电性之后,二维拓扑绝缘体中可能存在马约拉纳费米子(Majorana fermion),因此在量子计算方面具有重大应用前景.在Bi(111)薄膜被证实为二维拓扑绝缘体之后, Bi(110)薄膜引起了广泛关注,然而其拓扑性质还存在争议.本文利用分子束外延技术在室温低生长速率环境下成功制备出了高质量的单晶Bi(110)薄膜.通过扫描隧道显微镜测量发现,薄膜以约8个原子层厚度为分界,从双层生长转变为单层生长模式.结合隧道谱测量发现,在NbSe_2衬底上生长的Bi(110)薄膜因为近邻效应而具有明显的超导性质,但并未显示出拓扑边缘态的存在.此外,对薄膜中特殊的量子阱态现象也进行了讨论.  相似文献   

17.
陈艳丽  彭向阳  杨红  常胜利  张凯旺  钟建新 《物理学报》2014,63(18):187303-187303
运用第一性原理方法,研究了拓扑绝缘体Bi_2Se_3块体和薄膜中的层堆垛对其结构、电子态、拓扑态和自旋劈裂的影响.发现不同的堆垛会引起Bi_2Se_3层间的相互作用,改变系统的中心对称性.块体的ABC和AAA堆垛都具有中心对称性和相似的能带结构.ABA堆垛破坏了体系的中心对称性,能带发生很大改变,并且产生了很大的能带自旋劈裂.用能带反转的方法判定体系的拓扑相,在不同堆垛的Bi_2Se_3块体中,考虑自旋轨道耦合时都发生了能带反转,因而具有不同堆垛的Bi2Se3仍是拓扑绝缘体.进一步研究了Bi_2Se_3薄膜中的堆垛效应,发现非中心对称的ABA堆垛在Bi_2Se_3薄膜中引起明显的自旋劈裂,并且提出和验证了用应变调控自旋劈裂的方法.  相似文献   

18.
Topological insulators have a bulk band gap like an ordinary insulator and conducting states on their edge or surface which are formed by spin–orbit coupling and protected by time-reversal symmetry. We report theoretical analyses of the electronic properties of three-dimensional topological insulator Bi2Se3 film on different energies. We choose five different energies (–123, –75, 0, 180, 350 meV) around the Dirac cone (–113 meV). When energy is close to the Dirac cone, the properties of wave function match the topological insulator’s hallmark perfectly. When energy is far way from the Dirac cone, the hallmark of topological insulator is broken and the helical states disappear. The electronic properties of helical states are dug out from the calculation results. The spin-momentum locking of the helical states are confirmed. A 3-fold symmetry of the helical states in Brillouin zone is also revealed. The penetration depth of the helical states is two quintuple layers which can be identified from layer projection. The charge contribution on each quintuple layer depends on the energy, and has completely different behavior along K and M direction in Brillouin zone. From orbital projection, we can find that the maximum charge contribution of the helical states is pz orbit and the charge contribution on pyand px orbits have 2-fold symmetry.  相似文献   

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