BiTe-SbTe超晶格薄膜的拓撲絕緣特性研究.pdf

1、拓撲絕緣體體內(nèi)是有能隙的絕緣體，而表面是無能隙的自旋軌道耦合的金屬態(tài)。作為一種新的量子材料，拓撲絕緣體已成為當前凝聚態(tài)物理最重要的研究領(lǐng)域之一。超晶格結(jié)構(gòu)可通過改變納米尺度薄膜的周期和膜厚人工調(diào)制其物性，因此超晶格結(jié)構(gòu)拓撲絕緣體有望實現(xiàn)對拓撲材料物性的人工調(diào)制。所以超晶格拓撲絕緣體的研究對于發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象以及探索新的拓撲絕緣體材料都具有重要科學(xué)意義。
　　本文根據(jù)第一性原理，采用Materials Studio和VSAP軟件計算

2、了Sb2Te3和Bi2Te3薄膜材料的能帶結(jié)構(gòu)，計算發(fā)現(xiàn)這兩種材料的能帶結(jié)構(gòu)很好地符合了拓撲絕緣體的能帶特征。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了由Bi2Te3和Sb2Te3組成的超晶格薄膜結(jié)構(gòu)，并通過構(gòu)造不同的膜層結(jié)構(gòu)來獲得不同的能帶特性，驗證其調(diào)控拓撲絕緣體電導(dǎo)特性的可能性。研究表明，當超晶格的晶胞包含3到4個五原子層時，材料的表面態(tài)受到超晶格結(jié)構(gòu)的影響很大，而當材料晶胞包含更多五原子層時，超晶格結(jié)構(gòu)影響不明顯。另外，當材料晶胞只包含3個五原子層時，