拓扑奇异磁性半导体纳米结构的掺杂调控与自旋输运

项目名称： 拓扑奇异磁性半导体纳米结构的掺杂调控与自旋输运

项目编号： No.61176088

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 信息四处

项目作者： 王学锋

作者单位： 南京大学

项目金额： 74万元

中文摘要： 拓扑奇异半导体的电子结构具有反常拓扑数，从而在与真空或其它拓扑平庸能隙态的界面形成受时间反演对称所保护的导电表面态。这一表面态具有完美的自旋螺旋性，且载流子与杂质的背散射被禁戒，所以在低耗散的自旋电子学器件中具有潜在的应用。而拓扑奇异磁性半导体正是可望引入极化自旋并实现自旋低耗散输运的载体材料。本项目中，我们试图利用拓扑奇异表面态媒介来构建新型磁性半导体，计划以过渡金属掺杂的拓扑奇异磁性半导体作为研究对象，主要采用湿化学方法和Bridgman晶体生长方法实现其纳米结构的制备和掺杂调控，并集中开展狄拉克费米子输运及电子自旋耦合行为等方面的实验研究，以期揭示若干量子行为的物理本质。本项目不仅对目前在稀磁半导体研究过程中所遭遇的困难提供新的思路，也为探索和揭示拓扑奇异半导体中的磁性掺杂对拓扑表面态作用的规律具有重要的科学意义，在应用上还可以为最终实现低耗散的新型自旋电子学器件提供重要的科学依据。

中文关键词： 拓扑绝缘体；磁性掺杂；自旋输运；拓扑表面态；自旋电子器件

英文摘要：

英文关键词： Topological insulators；Magnetic doping；Spin transport；Topological surface state；Spintronic devices