拓扑绝缘体薄膜与异质结制备及表面拓扑电子态研究

项目名称： 拓扑绝缘体薄膜与异质结制备及表面拓扑电子态研究

项目编号： No.11134008

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 薛其坤

作者单位： 清华大学

项目金额： 390万元

中文摘要： 拓扑绝缘体具有奇特的拓扑电子态，有望对电子学、自旋电子学和自容错拓扑量子计算带来革命性的推动。这一崭新的拓扑量子系统自近年问世以来就一直受到物理学界的广泛关注。本项目将研究在各种单晶衬底上高质量拓扑绝缘体（Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3和Bi2Se2Te）薄膜、掺杂拓扑绝缘体薄膜以及磁性或超导材料异质结的制备，利用极端条件扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱研究其电子结构，利用原位表面电导测量研究拓扑电子态的输运性质，研究因磁性和超导态的导入而引发的新的量子现象。本项目将深化对拓扑量子态的物理本质以及与其它量子态相互作用的理解和认识，努力实现对拓扑绝缘体电子态和自旋结构的量子调控，找到几种有效降低体载流子浓度和杂质缺陷的方法，争取制备出载流子迁移率大于20000cm^2s/V的薄膜样品，争取观察到拓扑绝缘体量子霍尔效应、量子反常霍尔效应、Majorana费米子和/或拓扑磁电效应。

中文关键词： 拓扑绝缘体；量子反常霍尔效应；Majorana 态；分子束外延生长；

英文摘要：

英文关键词： Topological insulators；quantum anomolous Hall effect；Majorana mode；Molecular beam epitaxial growth；