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张泽院士团队王勇教授小组拓扑绝缘体的研究获得新进展

编辑:admin 日期:2015-05-04 13:01 访问次数:4239

 近日,硅材料国家重点实验室(材料学院)电镜中心张泽院士和王勇教授指导的博士生姜颖在Bi2(Te, Se)3拓扑绝缘体纳米材料的调控生长、表面构型及相关机理等方面的研究取得最新进展,成果于2015年4月28日发表在国际著名学术期刊Nano Letters上。

Bi2(Te, Se)3拓扑绝缘体材料是一种表面导电、体绝缘的新型物质形态;特殊的物理性质使其在无损耗器件、量子计算机及Majorana费米子等奇特物理粒子的探寻中具有广泛的研究和应用前景,特别是2013年清华大学薛其坤院士研究小组在相关材料掺杂体系中首次证实了反常量子霍尔效应。目前拓扑绝缘体遇到的主要问题是材料生长、结构缺陷、表面构型带来的材料质量问题,从而限制了其性能的探究与发展。基于此问题,浙江大学材料学院电镜中心的王勇教授研究小组与美国伦斯勒理工学院张绳百教授合作,利用国际先进的电子显微镜设备,在已有相关结构工作(Nano Lett. 13 (2013) 2851-2856)的基础上,结合有效的生长调控手段,首次制备出垂直于基底的拓扑绝缘体二维纳米材料,释放了材料的(001)晶面;实现了通过不同生长模式对材料形貌的有效调控;并首次揭露了拓扑绝缘体Bi2(Te, Se)3纳米片的表面构型——不同于传统侧面是(100)的认知,实验证实材料的侧面为(01-4)及(015)相关晶面。这对研究及理解拓扑绝缘体表面态的性能至关重要,也将为二维材料方向可控的生长起到指导作用。
此外,课题组的姜颖同学与加州大学洛杉矶分校电子工程系的王康龙教授、北京大学王健教授等研究小组密切合作,近一年来在拓扑绝缘体相关的性能及结构探究上也取得了一系列重要研究成果,相关文章的链接如下。
 
 
 
 
图1. 垂直于衬底的Bi2Te3纳米材料的生长、表面构型及方向调控机制
 
      研究工作得到了中央组织部千人计划,国家科技部973计划,国家自然科学基金,浙江省自然科学基金,教育部基金,硅材料国家重点实验室的资助。
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