广州出租升降车,   广州升降车出租,  广州升降车公司    通过角分辨光电子能谱实验上证明了ＢｉＳｂｘ是三维的拓扑绝缘体     Ｂｉｆ＾Ｓｂｏ」的表面态的角分辨光电子能谱。黄色的圆圈表示表面态穿过费米面的次数。由于双重的简并度，因此在－ｆｅ＝０．５Ａ－１表面态穿过了两次。在ｒ和Ｍ之间，总共穿过了５次。依据拓扑Ｚ２不变量，表面态穿过奇数次，表明这些表面态在拓扑上是不平庸的。但是ＢｉｕＳｂ，二元合金（ｘ＝０．０７０．２２）有着很多缺点。它本身是一种合金，并不是一种纯的化学相，其并不稳定。而且表面态能带结构复杂，体带隙小。因此Ｂｉ＾Ｓｂ并不适合研究和应用。在寻找更大体带隙及更简单表面态结构的激励下，通过第一性原理计算理论预言了ＢｈＴｅ３，Ｂｉ２Ｓｅ３，Ｓｂ２Ｔｅ３是三维的拓扑绝缘体中三种比较理想的拓扑绝缘体。之后人们实验上证实了这一预言是正确的。

     ＢｈＳｅ３具有沿Ｚ方向的菱形层状的晶体结构，一个单元由五个原子层组成。每个单元大约１纳米厚，它由５个原子层组成，有两个等价的Ｓｅ原子层由Ｓｅｌ和Ｓｅｌ’表示，两个等价的Ｂｉ原子层由Ｂｉｌ和Ｂｉｌ’表示，和第三个Ｓｅ原子由Ｓｅ２表示。单元内两个原子层之间的共价键连接是非常强大的，但是单元之间是通过弱的范德华力相互连接。２００９年，用角分辨光电子能谱观察到表面态以单个狄拉克锥的形式存在，符合了理论预期。实验上观测到Ｂｉ２Ｓｅ３有大的体带隙（０．３ｅＶ）。这意味着在室温条件下，Ｂｉ２Ｓｅ３有能力保持其良好的拓扑性能。实验上还发现Ｂｉ２Ｓｅ３表面态能带结构简单，且表面态狄拉克锥处于体带隙中，非常纯净。

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       此外Ｂｉ２Ｓｅ３容易制备，作为母体是目前研究最为广泛的拓扑绝缘体母体，在自旋电子学中具备应用的潜力。实验上二元的拓扑绝缘体总是具有很高的体载流子浓度，即费米面处于体的导带或者价带中。通常情况下，Ｂｉ２Ｓｅ３总是体现出很强的ｎ型。Ｓｅ是高度挥发的元素，在Ｂｉ２Ｓｅ３晶体生长的过程中很容易挥发掉，留下了大量的Ｓｅ空位，每个Ｓｅ空位缺陷贡献两个电子，因此体系呈现出很强的ｎ型。对于ＢｈＴｅ３而言，在Ｂｉ多的条件下，由于Ｂｉ的替位缺陷，呈现出ｐ型；在Ｔｅ多的条件下，由于Ｔｅ的替位缺陷，呈现出ｎ型。Ｂｉ２Ｔｅ３的另一个弊端就是表面态的狄拉克点处于体的价带中。因此，Ｂｉ２Ｔｅ３狄拉克点处的表面态，很难与体电子分离。为了探索表面态的磁输运行为，人们致力于优化拓扑绝缘体的性能。一是要保证体系的缺陷少，载流子浓度低，电阻率高。二是要保证狄拉克点处于导带和价带的带隙中，这样就可以通过栅压或化学掺杂来访问狄拉克点处的电子态。人们发现Ｃａ，Ｍｇ及Ｃｄ元素的掺杂实现了ｐ型载流子的Ｂｉ２Ｓｅ３。

      另外，通过合理的Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｓｅ四种元素的配比，可以生长出高电阻率的三元或者四元的样品。ＢｈＴｅ２Ｓｅ是三元拓扑绝缘体中性质较好的，体载流子较低。掺杂Ｓｎ后，Ｂｉ２Ｔｅ２Ｓｅ电阻率更是达到了１０Ｑｃｍ。但是有一个坏处就是，狄拉克点埋于价带中，不利于探索狄拉克处的表面态输运。人们发现在四元的（Ｂｉ＾ＳｂｉＭＴｅｎＳｅ＾ｈ发现可以通过栅压更容易地访问到狄拉克点。最近报道了通过布里奇曼的方法获得的五元掺杂Ｓｎ的ＢｉＳｂＴｅ２Ｓ拓扑绝缘体，有着很高的体电阻率。该五元的拓扑绝缘体材料展现了来自表面态的量子振荡和很高的激活带隙，而且狄拉克点处于导带和价带的能隙中。

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