拓扑绝缘体纳米线及其与磁性、超导复合结构中的量子输运现象研究

项目名称： 拓扑绝缘体纳米线及其与磁性、超导复合结构中的量子输运现象研究

项目编号： No.11374302

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： 田明亮

作者单位： 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额： 89万元

中文摘要： 拓扑绝缘体是近几年才发现的一个新物质态。理论研究发现: 破坏拓扑绝缘体表面态的时间反演对称性，将展现出丰富多彩的物理特性，不仅使得人们对自旋电荷耦合机制有了更深入的认识，而且催生了制备自旋电子学器件的新思路。本项目拟开展：（1）拓扑绝缘体纳米线在高磁场下的量子输运以及探寻理论预言的表面态螺旋Luttinger 液体行为；（2）TI与磁性复合器件中磁诱导的新现象，如反常磁电阻效应、反常量子霍尔效应等；（3）在TI单晶纳米线与超导电极组成的异质结纳米器件中，探索超导近邻效应诱导的一维拓扑超导体以及Majorana费米子。其手段是利用化学气相沉积（CVD）、电化学沉积等方法制备单晶TI纳米线，通过电子束和离子束刻蚀等技术制备纳米器件，采用离子液体施加门电压技术，对TI薄膜或纳米线的化学势进行调控，探测表面态的变化规律等，为未来自旋电子学器件以及新型拓扑量子计算器件的研发提供实验依据。

中文关键词： 拓扑绝缘体；Dirac 半金属；高磁场量子输运特性；高压；尺寸效应

英文摘要： Topological insulator(TI) is a new state of matter. Theoretical prediction showed that the breaking of the time-reversal symmetry in surface state of TI will bring a series of new phenomena.In this project, we will explore: (1)the quantum transport proper

英文关键词： topological insulators；Dirac semimetals；quantum oscillations under high magnetic field；high pressure；size effect