二维Bi2Se3薄膜的制备及光电性能研究*
2021-07-06荣泽坤罗斯玮钟建新
湘潭大学自然科学学报 2021年2期
关键词:生长
荣泽坤,罗斯玮,钟建新
(湘潭大学 物理与光电工程学院,微纳能源材料与器件湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411105)
0 引言
拓扑绝缘体是一种基于强自旋轨道耦合作用形成的崭新量子物态,其表面存在特殊的量子态,不同自旋的电子运动方向相反[1].在拓扑绝缘体中,内部为有能隙的绝缘态,但由于价带和导带的反转,载流子在体系边缘或表面存在拓扑表面导电态.
Bi2Se3二维材料是一类理想的强拓扑绝缘体[2],它是一种典型的晶体,体能隙为0.3 eV,具有很高的热电系数[3].理想情况下Bi2Se3体能带的费米能级位于体能隙之中,拥有一个相互交错的Dirac表面态,且只存在一个Dirac点,是一种理想的拓扑绝缘体材料,有可能成为室温低能耗的自旋电子器件,这些优异的性质使得Bi2Se3在自旋量子器件和光电器件等方面具有巨大的应用前景[4].近年来,Bi2Se3晶体制备和性能表征一直是拓扑材料的研究热点之一,而可控制备大面积、高质量Bi2Se3薄膜是首先要解决的难题.另一方面,以Bi2Se3为代表的二维材料由于其优异的电学和光学性能使得人们对其在光探测中的应用充满期待[5-7].虽然PbS量子点和ZnO纳米线构成的柔性光探测器具有较高的响应速度和响应率[8-10],但存在材料制备方法复杂和光响应不稳定等诸多问题[11].随着柔性可穿戴设备的兴起,将性能优异的二维材料应用于柔性设备也成了人们关注的焦点.
在本文的工作中,利用气相沉积法,通过对生长过程中实验参数的控制,成……
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