《磁性摻雜拓撲絕緣體的表面磁性研究》是依託上海交通大學,由高春雷擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名:磁性摻雜拓撲絕緣體的表面磁性研究
- 項目類別:面上項目
- 項目負責人:高春雷
- 依託單位:上海交通大學
《磁性摻雜拓撲絕緣體的表面磁性研究》是依託上海交通大學,由高春雷擔任項目負責人的面上項目。
《磁性摻雜拓撲絕緣體的表面磁性研究》是依託上海交通大學,由高春雷擔任項目負責人的面上項目。項目摘要拓撲絕緣體是近年來在國際上引起高度關注的一種特殊的新量子體系,在電子學、自旋電子學和量子計算等方面具有革命性的套用前景。實...
《磁性摻雜拓撲絕緣體:量子化反常霍爾效應的材料設計》是依託福建師範大學,由張薇擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 量子反常霍爾效應是在沒有外磁場的情況下由自發磁化導致的量子化霍爾電導效應,其物理本質是自發磁化和自旋軌道耦合相互作用共同導致的拓撲非平庸的電子結構。本項目擬利用第一性原理計算,研究...
利用XAFS方法,我們測量了磁性摻雜拓撲絕緣體中磁性雜質的近鄰結構,首次觀察到了雜質周圍的劇烈結構弛豫。我們的結果為理論工作者進行理論計算時構建結構模型提供了基礎信息。我們通過XMCD測量研究了鐵磁性拓撲絕緣體中的鐵磁性產生機制。通過XMCD測量和第一性原理計算,我們首次發現:在Cr摻雜(Sb,Bi)2Te3體系中,不僅Cr...
《磁摻雜拓撲絕緣體拓撲性質研究及新型拓撲材料的尋找》是2018年出版的圖書,作者是湯沛哲。內容簡介 拓撲絕緣體作為一種新奇的量子材料,因其奇異的量子性質和廣闊的套用前景,現已成為凝聚態物理學最重要的研究熱點之一。磁摻雜拓撲絕緣體,顧名思義,就是在拓撲絕緣體材料中摻入磁性元素,在體系本徵的拓撲特性中引...
目前研究拓撲絕緣體的表面態,通常是通過摻雜過渡金屬,來實現磁性拓撲絕緣體,進而破壞表面態的時間反演對稱性。但是由於過渡金屬在拓撲絕緣體材料中的有限的溶解度,摻雜濃度很低,導致居里溫度很低。各種新奇的物理現象,包括反常量子霍爾效應等等都只能在極低的溫度下才能觀察到。本項目著主要是利用分子束外延技術...
TI的特徵是存在受到TRS保護的金屬型表面態(螺旋金屬態)。當破壞TRS之後,表面金屬態將會打開能隙,並表現出一些有趣的磁電耦合效應。因此TI中的磁性摻雜問題受到理論和實驗上的廣泛關注。本項目主要研究磁性雜質,磁有序結構對TI物理性質的影響,同時也對一些附帶問題進行研究。我們主要考察以下幾個問題:(1)螺旋金屬...
拓撲絕緣體(TI)是新的量子物質,有很多新奇的物理性質,是當前凝聚態物理研究的熱點。通過磁性破壞時間反演對稱性,就有可能在TI的原狄拉克點打開帶隙,進而可能實現量子反常霍爾效應、拓撲磁電效應等新奇量子現象,因此TI電子態的磁性調控具有重要意義。常見的磁性原子摻雜方法受到低摻雜濃度和空間無序分布的制約,其...
《磁性摻雜拓撲絕緣體的第一性原理研究》是依託福建師範大學,由張健敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 作為一類全新的量子物質,拓撲絕緣體具有迷人的絕緣和導電雙重特性,結合鐵磁序又能夠導致更多新奇的量子效應,在量子計算機和自旋電子學等領域具有廣闊的套用前景。本項目將利用第一性原理計算結合蒙特卡羅...
本項目即圍繞著拓撲絕緣體中的鐵磁物性和超導電性等問題展開,主要的研究成果有:(1)系統地研究了磁性原子摻雜Bi2Se3, Bi2Te3和Sb2Te3的結構穩定性、磁性性質、摻雜難易情況和價態。結果顯示,富硒或富碲生長環境有利於磁性原子的引入,且V和Cr較Mn和Fe更容易形成摻雜。此外,我們還發現當摻雜濃度為4%時,...
本項目將研究在各種單晶襯底上高質量拓撲絕緣體(Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3和Bi2Se2Te)薄膜、摻雜拓撲絕緣體薄膜以及磁性或超導材料異質結的製備,利用極端條件掃描隧道顯微鏡和角分辨光電子能譜研究其電子結構,利用原位表面電導測量研究拓撲電子態的輸運性質,研究因磁性和超導態的導入而引發的新的量子現象。本項目...
我們預期通過外加磁場、電場和Rashba自旋軌道耦合等的調控,實現磁性拓撲絕緣體的邊態和表面態自旋的選擇性輸運和控制拓撲量子相變;預期提出鐵磁性拓撲絕緣體和超導體異質結中Majorana Fermi的存在條件,給出其運動規律,並根據其特性設計功能器件。結題摘要 按照本項目的研究計畫,在剛過去的2014年度我們主要做了磁性...
在本項目中,我們將利用自旋極化掃描隧道顯微鏡這種對自旋靈敏的實空間表征工具,研究拓撲表面態在特定外界作用下在實空間預期出現的新奇自旋量子現象。這包括系統研究拓撲絕緣體Bi2Se3中的朗道波函式在雜質電勢調控下產生的新奇自旋構形,以揭示拓撲表面態朗道波函式的自旋特性;探測Cr摻雜的磁性拓撲絕緣體Sb2Te3表面態中...
而是否出現拓撲安德森絕緣體取決於同位能安德森無序和躍遷無序的強弱競爭;提出了拓撲絕緣體PN結器件,為實驗探測拓撲保護的邊界態提供可行途徑;研究了量子自旋霍爾效應的能斯特和塞貝克效應,為理解和利用拓撲絕緣體的熱電效應提供理論參考;研究了弱拓撲絕緣體的尺寸效應和磁性摻雜特性,為實現拓撲絕緣體材料中量子調控...
《拓撲絕緣體/Si異質結能帶調控與器件套用基礎研究》是依託電子科技大學,由李含冬擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 拓撲絕緣體(TI)的實驗研究已經進入到將TI和其他體系相結合的階段,如果能有效調製狄拉克費米子與其它量子態的耦合行為,將有望發展出新奇的量子功能器件。本項目將通過修飾Si表面,構築具備磁性、...
在若干本徵及磁性摻雜的拓撲絕緣體中(如二元Bi2Se3和Bi2Te3、三元Bi2Te2Se、四元BiSbTeSe2、Fe摻雜Bi2Se3、Cu摻雜Bi2Te3、Cr摻雜(Bi,Sb)2Te3),詳細研究了它們的低溫強磁場輸運性質、霍爾效應及老化機制,獲得了與拓撲表面態相關的SdH振盪、弱局域/弱反局域化、普適電導漲落、AB振盪、AAS振盪、上下表面金屬...
三維拓撲絕緣體是指一類體態具有較大能隙,表面電子能帶呈現奇數個狄拉克錐的新型材料。其奇異的拓撲性導致了很多新的物理現象和理論,成為了當今研究的一大熱點。在三維拓撲絕緣體中摻雜,可以獲得可觀的光電導性能調控。非磁性的摻雜可以調節費米面,能夠誘導狄拉克錐上的電子發生帶內或帶間躍遷;磁性摻雜打破表面態...
最近,具有強關聯作用的拓撲絕緣體材料,如磁摻雜的量子反常霍爾效應剛剛被發現。本項目將系統的尋找具有關聯作用的新拓撲絕緣體材料,包括由關聯效應導致的金屬-時間反演對稱拓撲絕緣體相變材料,鐵磁與反鐵磁的量子反常霍爾效應材料和具有動態軸子場的拓撲磁性絕緣體。本項目將採用第一性原理計算與解析模型結合的辦法,...
本課題的核心是研究低溫下體態的量子雜質對拓撲絕緣體材料體態和表面態電子性質的影響,以及由此反映的輸運性質。研究體內單雜質所引起的近藤效應和禁帶內雜質束縛態形成;研究有限摻雜誘導的絕緣體到金屬相變和拓撲量子相變;同時討論有限摻雜情況下邊界態間的臨界逾滲行為。此外,最近的實驗在摻有磁性雜質的拓撲絕緣體薄膜...
主要包括如下三個問題:(1)單個磁性雜質在三維半金屬中的Kondo禁止效應;(2)半金屬表面及體內磁性摻雜的RKKY互作用;(3)磁性雜質引起的準粒子干涉及磁性原子的多軌道效應等。以期對新型三維拓撲半金屬中的磁性雜質性質進行較全面、深入的探討,為將來進一步的理論研究奠定基礎,對磁性摻雜實驗研究提供理論指導。
在此研究項目中,我們對分子束外延生長的拓撲絕緣體異質結構的電磁和熱電輸運性質進行了系統的研究,並利用表面態的拓撲保護性及其耦合、體能帶結構及其拓撲特性的調製、基於拓撲絕緣體的異質結體系、磁性雜質摻雜對能帶的改變等對其電子結構和輸運性質進行精密調控。我們通過改變材料的能帶結構,發現體載流子和表面電子態對...
以此為基礎,對比銅氧化物的磁性、電輸運性質和磁輸運性質,結合理論模型,分析3d過渡族金屬摻雜的銅氧化物的鐵磁性的來源。結題摘要 本項目針對3d過渡族金屬摻雜的銅氧化物半導體的磁性來源以及其中的自旋相關的輸運展開工作,並對拓撲絕緣體材料的輸運性質進行一些的探索性的研究,並取得了些創新型的成果: 首先...
而拓撲晶態絕緣體(TCI)是一個相對較新的概念,其存在不取決於自旋軌道耦合(時間反演保護),也不會因為磁性元素的摻雜而影響表面態。其材料特性是由新的參數Mirror Chern Number決定的,也就是晶體的對稱性。所以,從某種意義上來說, TCI是一個“顛覆性”的概念,它大大擴展了拓撲絕緣體的研究範圍。因此,對於...
通過輸運性質的系統研究,建立了鐵基超導的相圖,在配對機制等重要科學問題上取得突破。拓撲絕緣體研究位居國際前列。首次發現了室溫三維強拓撲絕緣體;成功實現拓撲絕緣體的門電壓調控;從理論上預言了一類新的拓撲絕緣體——磁性拓撲絕緣體,可在沒有外磁場的情況下實現量子霍爾效應;利用高壓手段觀察到拓撲絕緣體中的...
後來又有理論預言指出,將Bi₂Se₃這種拓撲絕緣體材料做薄並且進行磁性摻雜,就有可能能夠實現量子霍爾電阻為h/(ve2)的量子反常霍爾效應。這個理論預言被常翠祖等人通過實驗證實。(要在實驗上實現量子反常霍爾效應,)常翠祖等人需要戰勝一系列非常困難的材料問題。量子反常霍爾效應要求材料的體導電和表面導電通道完全...
陳亮,男,1984年10月生。 2007年、2012年在中國科學技術大學近代物理系獲物理學學士、理論物理學博士學位。2014年入職華北電力大學數理學院,2019年被聘為副教授。主要從事理論凝聚態物理學方面的研究工作,採用量子場論方法系統地研究了拓撲絕緣體表面能隙對拓撲絕緣體之間卡西米爾效應的影響,發現拓撲絕緣體之間可能...