新型室温二维拓扑绝缘体锡烯的材料研究

项目名称： 新型室温二维拓扑绝缘体锡烯的材料研究

项目编号： No.61404153

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 宋禹忻

作者单位： 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

项目金额： 34万元

中文摘要： 锡烯是由锡原子形成的具有和石墨烯相似的单原子层蜂窝状晶体结构和狄拉克圆锥型能带结构的新型二维拓扑绝缘体材料。其于去年9月在物理评论快报上被理论预言，得到广泛关注。相比于其他拓扑绝缘体材料和石墨烯，他具有最宽的非平凡带隙，使其在高于室温下仍能保持由狄拉克色散关系带来的零电子有效质量等优越特性，从而可对未来低损耗、高速集成电路的发展带来革命性影响。本项目将以实验实现锡烯这种新型材料为首要目标，主要采用两种新颖技术方案：首先通过解决衬底表面钝化和控制锡原子成键、成核、生长模式等问题实现锡烯的范德华外延生长；其次通过解决锡薄膜分子束外延生长时的相位和生长模式控制问题，获得单原子层厚度的锡薄膜，然后采用sp3键人工断裂形成sp2键的方法实现锡烯；进而对锡烯的晶体结构、能带结构、输运性质进行表征。本项目将为锡烯的合成、表征和未来应用解决关键科学问题，提供核心技术积累，使我国在这一前瞻性领域取得先机。

中文关键词： 锡烯；二维材料；拓扑绝缘体；分子束外延；狄拉克材料

英文摘要： Stanene is a new two-dimensional topological insulator (TI) formed by tin atoms, with a single-atomic-layer honeycomb lattice structure, similar to that of graphene, and a Dirac-like cone type of low-energy band structure. It was predicted in September 20

英文关键词： stanene；two dimensional material；topological insulator；molecular beam epitaxy；Dirac material