使用无催化剂的气-固合成法生长可变厚度的自支撑Bi $_2$ Se $_3$单晶薄片,随后将其转移到干净的Si $^{++}$/SiO $_2$基底上,其中薄片以霍尔棒几何形状接触。低温磁电阻测量结果表明,在高磁场下,样品的磁电阻为线性,在低磁场下,样品的反局域化效应较弱。尽管整体较强的电荷载流子的可调性较薄的设备,我们发现,电子输运是占主导地位的所有设备的批量贡献。从WAL测量中提取的相位相干长度$ł_ϕ$随着电子密度的增加而线性增加,在1.7 K时超过$1 μ$ m。虽然$ł_ϕ$是在定性协议与电子-电子相互作用引起的退相,我们发现,自旋翻转散射过程限制$ł_ϕ$在低温下。
英文摘要:
Free-standing Bi$_2$Se$_3$ single crystal flakes of variable thickness are grown using a catalyst-free vapor-solid synthesis and are subsequently transferred onto a clean Si$^{++}$/SiO$_2$ substrate where the flakes are contacted in Hall bar geometry. Low temperature magneto-resistance measurements are presented which show a linear magneto-resistance for high magnetic fields and weak anti-localization (WAL) at low fields. Despite an overall strong charge carrier tunability for thinner devices, we find that electron transport is dominated by bulk contributions for all devices. Phase coherence lengths $ł_ϕ$ as extracted from WAL measurements increase linearly with increasing electron density exceeding $1 μ$m at 1.7 K. While $ł_ϕ$ is in qualitative agreement with electron electron interaction-induced dephasing, we find that spin flip scattering processes limit $ł_ϕ$ at low temperatures.
Lithography-free control of the position of single walled carbon nanotubes on a substrate by focused ion beam induced deposition of catalyst and chemical vapor deposition
Large-Area and Transferred High-Quality Three-Dimensional Topological Insulator Bi2-xSbxTe3-ySey Ultrathin Film by Catalyst-Free Physical Vapor Deposition
大面积均匀合成块体绝缘薄膜是三维拓扑绝缘体(3D-TI)表面在各种电子器件中应用的重要课题。在这里,我们报告了体绝缘三维拓扑绝缘体(3D-TI)Bi 2-xSbxTe 3-ySey(BSTS)薄膜,从几个五层到几百层,在大面积(1 cm 2)的云母通过无催化剂的物理气相沉积外延生长。这些薄膜可以使用去离子水非破坏性地剥离,并根据需要转移到各种基材上。转移的BSTS薄膜表现出良好的双极特性,以及明确定义的量子振荡所产生的拓扑表面状态。载流子迁移率为2500-5100 cm 2(Vs)-1,与高质量块体BSTS单晶相当。随着薄膜厚度的减小,电子态从无质量到有质量的狄拉克费米子都可以调谐。BSTS薄膜的大面积合成和可靠的薄膜转移工艺为3D-TI的应用开辟了一条新的途径。
Tight-binding terahertz plasmons in chemical vapor deposited graphene
包括石墨烯和亚波长金属光栅的晶体管结构对于等离子体激元增强的太赫兹检测具有很大的希望。尽管有相当多的理论研究,但到目前为止,在这种结构中几乎没有发现太赫兹等离子体激元的实验证据。在这里,我们报告了在石墨烯绝缘体光栅结构中使用傅里叶变换光谱在5-10太赫兹范围内的等离子体激元的实验研究。即使在具有低载流子迁移率$\sim 10^3$ cm $^2$ /(Vs)的化学气相沉积(CVD)石墨烯中,等离子体共振在Drude吸收背景之上也是清晰可见的。我们认为,等离子体激元寿命是弱敏感的散射晶界和宏观缺陷,限制了CVD样品的流动性。在将光栅放置在石墨烯附近时,等离子体激元场变得紧密地束缚在金属条下方,而谐振频率由条宽度而不是光栅周期确定。我们的研究结果打开了大面积商用石墨烯共振太赫兹探测器的前景。
Electronic Transport in Chemical Vapor Deposited Graphene Synthesized on Cu: Quantum Hall Effect and Weak Localization
我们报告的电子性质的石墨烯合成的化学气相沉积(CVD)铜,然后转移到SiO2/Si。已经合成了晶圆级(高达4英寸)石墨烯膜,如光谱拉曼映射所示,主要由单层石墨烯组成。在由这种CVD石墨烯制造的微型器件上进行低温输运测量,显示双极场效应(开/关比约为5,载流子迁移率高达约3000 cm ^2/Vs)和“半整数”量子霍尔效应,这是单层石墨烯的固有电子性质的标志。我们还观察到弱本地化和提取信息的相位相干性和散射的载波。
Self-Assembled Nanostructure Formation in Chemical Vapor Deposition
当通过化学气相沉积在衬底上生长薄膜时,第一沉积层的演变可以在介观尺度上通过反应扩散型动力学模型来描述。对于单原子层,这样的模型描述的原子覆盖的演变,由于代表吸附-脱附和化学过程和非线性扩散项的Cahn-Hilliard型的反应项的组合效应。在低于临界温度时,这种组合可能导致均匀沉积层的不稳定性。这种不稳定性触发了对应于基底覆盖的规则空间变化的纳米结构的形成。模式、波长和对称性是由动力学变量而不是变分变元选择的。根据反应和扩散诱导的非线性之间的平衡,可以获得一系列的自组装结构,包括六边形阵列的点,条和各种类型的局部结构。这些结构可以启动不同类型的生长机制,包括Volmer-Weber和Frank-Van der Merwe类型的生长。不同类型的沉积单层的研究,这种方法的相关性进行了讨论。
Modulation of the high mobility two-dimensional electrons in Si/SiGe using atomic-layer-deposited gate dielectric
在Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$异质结构上制造了使用原子层沉积(ALD)Al $_2$ O $_3$作为栅极电介质的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。应变Si量子阱中的二维电子系统(2DES)的低温载流子密度可以从2.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$可控地调谐到4.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$,实际上没有任何栅极漏电流。磁输运数据显示,均匀耗尽的2DES下的栅极偏置。ALD介质的垂直调制特性优于肖特基势垒和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的SiO $_2$介质。