《拓撲狄拉克半金屬材料的自旋注入和自旋輸運性質研究》是張俊良為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：拓撲狄拉克半金屬材料的自旋注入和自旋輸運性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張俊良
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著信息技術的發展，計算機的“摩爾定律”開始走到盡頭，用電荷自旋來進行信息存儲和計算被認為是未來信息技術的發展方向。由自旋軌道耦合導致的拓撲材料是凝聚態物理的新相，理論和實驗結果表明它們在量子信息和量子計算中有巨大的套用前景。拓撲狄拉克半金屬體可以看作石墨烯或者拓撲絕緣體表面態的三維版本，研究其自旋電子學行為對其套用具有十分重要意義。本項目擬使用圓偏振的紅外雷射對Cd3As2進行自旋注入，對自旋注入、輸運和弛豫過程進行研究，揭示拓撲狄拉克半金屬中自旋電子產生和運動的規律和原理。通過破壞對稱性使材料發生拓撲相變，探索拓撲狄拉克半金屬中自旋運動規律與拓撲屬性的關聯。該項目的研究將為拓撲狄拉克半金屬在量子存儲和量子計算等方面的套用提供理論和實驗基礎。
結題摘要
拓撲材料作為新的量子相，具有很多新奇的物理性質，在量子信息、量子計算等方面具有巨大的套用前景。對於拓撲材料的新性質的探索及套用研究，成為凝聚態物理的新的研究熱點。在本項目執行期間，我們開展了拓撲材料相關的結構和輸運性質研究，取得了一些研究成果。主要包括：（1）使用高壓同步輻射X射線衍射的方法對Bi2Te3低溫下的高壓結構進行了研究，發現了其在低溫下的相變壓力高於室溫，確認了其第I相具有超導性，同時精修了壓力下的結構，得到了低溫下的體彈模量。（2）對n型Bi2Te3進行了高壓下的輸運性質研究，發現其超導，起始超導壓力為4.9GPa，通過對其壓力下的載流子濃度、電阻、超導Tc等的分析，推斷其第I相存在兩個電子結構相比，從拓撲絕緣體到半金屬再到金屬。該研究進一步確認了Bi2Te3三重對稱性的超導起源。以上成果均發表在SCI雜誌上，本人為第一作者和通信作者。 通過本項目的研究，我們也取得了不少經驗，鍛鍊了隊伍。在項目的執行過程中與國內外多個課題組建立了長期的合作關係。項目執行期間的學術成果及相關研究經驗將為今後進一步開展相關研究打下了堅實的基礎，所碰到的困難和問題也為我們指明了今後努力的方向。
