Dirac费米子体系纳米结构的电子性质研究

项目名称： Dirac费米子体系纳米结构的电子性质研究

项目编号： No.11274151

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈丽

作者单位： 临沂大学

项目金额： 86万元

中文摘要： 以第一性原理理论模拟和原位高能量分辨扫描隧道显微谱为主要手段，结合角分辨光电子能谱和拉曼光谱，研究Dirac费米子纳米结构、超薄膜材料的分子束外延生长、原子结构和电子性质。研究不同的Dirac费米子材料（Bi、Sb2Te3 与(BixSb1-x)2Te3等）薄膜与石墨烯的相互作用、应变效应、电子结构和输运性质，研究系统呈现拓扑绝缘体和平庸绝缘体的微观机制。澄清费米面附近自旋轨道耦合及在外界作用（如电场）下能带劈裂的原因，争取在新型Dirac费米子体系的电子结构、纳米尺寸效应、关联效应等研究方面取得一些原理性的发现，为基于Dirac费米子体系的纳米结构的电子器件的发展提供物理依据。

中文关键词： Dirac 费米子体系；纳米结构；石墨烯；拓扑绝缘体；电子性质

英文摘要： Using first-principles theoretical modeling and in situ high-energy resolution scanning tunneling microscopy, combining with angle-resolved photoemission spectroscopy and Raman spectroscopy, we study the molecular beam epitaxy growth of ultra-thin films, atomic structures and electronic properties of Dirac fermion nanostructures. We investigate the interaction of thin-film systems of Bi, Sb2Te3, (BixSb1-x) 2Te3 and graphene, focusing on strain effects, electronic structure change and transport properties. We try to find out the microscopic mechanism of the system being a topological insulator or an ordinary insulator, to clarify the spin-orbit coupling near Fermi surface and band splitting by external field such as electric field. By systematic study of the electronic structures of the nanostructured topological insulators, we hope to propose some novel electronic devices that are based on the exotic property of topological insulators.

英文关键词： Dirac Fermion system；Nanostructures；Graphene；Topological insulators；Electronic properties