http://www.zhongshanshengjiangchechuzu.com/ 顺德升高车出租, 顺德升高车, 顺德升高车公司 拓扑绝缘体的器件的应用??
新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2018-10-224 文字:【
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摘要:
顺德升高车出租, 顺德升高车, 顺德升高车公司 拓扑绝缘体的器件的应用?? 己广泛深入地研究了拓扑绝缘体的制备方法及其奇异物性,但是器件应用研究还远远没有达到预期的效果。拓扑绝缘体得益于其表面态的独特之处,目前在光学,电学和磁学上己展现出极具潜力的远景。在这一节中,主要介绍拓扑绝缘体目前的原理性器件应用,包括在光、电器件,如光电探测器,激光器和场效应晶体管。在自旋电子器件方面,拓扑绝缘体更将会扮演十分重要的角色。
1光器件表面态的线性色散关系使得拓扑绝缘体具备很宽的吸收光谱,在高能的脉冲场下是非线性响应,在低能量下是线性响应。拓扑绝缘体薄膜本身透明度又好。基于拓扑绝缘体的光电探测器具有高的响应速度,快的响应时间和宽的响应波段(从紫外到太赫兹波段)等优势。这些优势得益于拓扑绝缘体很高的表面迁移率。而且拓扑绝缘体的表面态受时间反转对称性保护,可以避免其他非磁性杂质的散射。此外,拓扑绝缘体也可以应用在激光领域。大多数激光器需要饱和吸收体,因为它们是基于被动锁模或调节机制。拓扑绝缘体是一种优异的可饱和吸收体。拓扑绝缘体纳米结构可以直接沉积在光纤上,或者光纤直接浸入拓扑绝缘体纳米结构溶液从而减少插入损耗。
2场效应晶体管, 场效应晶体管是一种电压控制的半导体器件。栅压控制源漏之间的漏电流,实现晶体管基本开关特性。。拓扑绝缘体完美的金属表面态和窄带隙有利于制造低功率晶体管。制备场效应晶体管时,拓扑绝缘体通常是以薄膜的形式作为通道材料。薄膜的厚度决定了带隙的大小。当Bi2Se3薄膜比6nm厚,有金属表面态和0.3个eV带隙。然而,当厚度小于6nm,由于上下表面态的耦合相互作用,表面态带隙不为零。表面态带隙随厚度增加而减小。基于拓扑绝缘体的场效应晶体管功耗较低。此外,增加厚度也可以提高晶体管的性能。此外,通过一些高性能的介电材料,比如A1203和离子液体,可以进一步优化晶体管的性能。
3自旋电子器件, 由于拓扑绝缘体强自旋轨道耦合及自旋动量锁定的表面态,期望可以成为有效的自旋转矩材料。与传统的重金属相比,基于拓扑绝缘体的自旋电子学是相对的新兴的领域。然而,它发展快速,己在自旋轨道矩器件中有着良好的应用前景。与重金属不同,拓扑绝缘体不是只有强的自旋轨道耦合,也有独特的自旋动量锁定的狄拉克表面态。自旋极化的表面态被自旋分辨的角分辨光电子能谱及圆极化光电流实验所证实。这意味着当电流流经拓扑绝缘体表面时,可以有效的产生自旋流和自旋积累。电学上,检测到拓扑绝缘体中表面自旋极化电流,自旋轨道矩和自旋电流相关的研究已在基于拓扑绝缘体的磁结构上进行。例如,在磁性拓扑绝缘体,自旋轨道矩可以实现磁开关,自旋矩铁磁共振测量和在拓扑绝缘体/铁磁金属结构中进行自旋泵浦和注入实验和在拓扑绝缘体/氧化物/铁磁体结构的自旋极化隧穿实验研究。因此,基于拓扑绝缘体的自旋电子学研究目前是一个快速发展的研究领域。室温下,在拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜中,面内电流可以诱导出很强的自旋转矩,并作用相邻的铁磁性坡莫合金薄膜。实验发现,即使有体相载流子的参与,每单位电荷密度扭矩的强度也超过了大多数报道的材料。拓扑绝缘体可以实现室温下高效的电控磁。当然,自旋动量锁定的表面态不仅仅可以施加电荷流产生巨大的自旋轨道矩,而且可以施加自旋流实现自旋电荷转化。通过自旋泵浦的技术,在拓扑绝缘体/铁磁金属双层结构薄膜中,可以有效地将自旋注入到拓扑绝缘体的表面,并转换成横向的电荷流。此外,2017年,拓扑绝缘体具有电池的功能,可以储存自旋。另外拓扑绝缘体可以作为存储载体。
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