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                Ag2Te新型二元拓扑绝缘体材料碲化银及其磁阻效应研究获进展

                2016-09-20技术资料

                最近,中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室方忠、戴希、翁红明、姚裕贵等研究员取得重要研究进展,从理论上预言Ag2Te是新型二元拓扑绝缘体材料,并对其磁阻效应进行了研究。

                Ag2Te新型二元拓扑绝缘体材料碲化银及其磁阻效应研究获进展


                拓扑绝缘体是一种由自旋轨道耦合导广东11选5推荐一定牛致的新的量子物态:它的体内是绝缘性的,而边界由于具有无能隙的边界态是金属性的,该金属边界态受到拓扑性质的保护。拓扑绝缘体的重要性在于它的边界态的自旋与动广东11选5预测荐号量是紧密联系的,一定的自旋取向就一定对广东11选5免费人工计划应着特定的动量方向,不会杂乱无章,因而可以广东11选五推荐任二极大地减小电子散射,减小能耗。随着拓扑绝缘体研究的深入,最近人们又提广东东11选5走势图技巧出了几种候选材料,例如TlBiX2 (X=Te,Se)化合物,三元Heusler合金和黄铜矿,这些都涉及三种或更多种元素,而且可能还需要额外的形变来打开体系的能隙广东 一选五历史开奖记录,这使得材料合成与物性研究都变得困难。另外,到目前为止,所有已知拓扑绝缘体表面的Dirac锥几乎都是各向同性的,费米速度也几乎是一个常数。因此,很有必要寻找到一种具有各向异性表面Dirac锥的拓扑绝缘体材料,它有助于人们进一步理解拓扑绝缘体的奇异性质。

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                Ag2Te是银硫族化合物之一,被称为碲银矿。高温下高对称性的α相在温体育广东11选5度降低到417 K时会发生广东体彩11选五现场相变,从而过渡到低对称性的窄能隙半导体β相。有趣的是,在非磁的β相中人们观察到不同寻常的巨大且非饱和线性磁阻(实验测量磁场变化范围10~55000 Oe,温度4.5~300 K)。在一般有封闭费米面的金属中,当外加磁场较弱时(低场),磁阻正比于磁场强度H的二次方;当外加磁场非常强时(高场),磁阻对磁场强广东十一选5走势图手机板度H的响体彩11选5走势图广东应会趋于饱和。β-Ag2Te中的线性且不饱和的磁阻行为与以上的传统金属理论完全不同,这导致Abrikosov提出的量子磁阻理论:在只有能量最低的Landau能级被占据,且最低Landau能级的间隙比观测温度大广东11选5一定牛势图时,会出现线性磁阻效应。满足此量子极限条件时,磁阻随磁场强度H线性变化。但一般金属中的二次型能带色散关系导致的最低Landau能级之间的能隙太小,不能解释β-Ag2Te中线性磁阻效应的磁场与温度的对应关系,而从无能隙的线性能谱出发可以给出合理的广东体育彩票11选五解释。因而,他提出掺杂可能会导致无能隙线性能谱的产生,并认11选5广东一定牛预测为样品中载流子浓度是非均匀分布的。只有这样,样品中才会有部分区域具有极低的载流子浓度以满足量子极限条件。然而遗憾的是,所有的以上可能解释都是基于一种假设,也就是材料中要有线性色散,且载广东快乐十分开奖结果 走势图流子浓度足够低。怎么确定7000系Al-Zn-Mg-Cu合金凝固过程中的共晶反应?


                方忠研究组通过研究发现,β-Ag2Te中的线性能谱并非源于掺杂,而是因为具有形变反萤石结构的β-Ag2Te是一种新的二元拓扑绝缘体,它具有无能500广东体育彩票开奖结果隙Dirac型表面态。基于这种拓扑性质,该研究组对无能隙线性能谱的产生提出了新的观点广东11选5冷热号图表所观察到的异常磁阻主要源于表面或者界面的贡献。由于实验中颗粒材料样品广东11选五盘古的表面或界面处受拓扑保护的表面态的存在,其低能激发具有线性色散性质,这种表面态比较容易满足量子极限条件,对载流子浓度的要求没有像体材料那样要能买广东11选5的网站求苛刻。另外,与已知Bi2Te3和Bi2Se3拓扑绝缘体相比,它具有截然不同的高度各向异性的Dirac锥。此时通过旋转晶轴,费米速度可变化一个数量级。并且β-Ag2Te表面态的自旋方向具有平面外分量,从而为操纵电子的自旋提供了更大的自由度。


                相关论文发表在Phys. Rev. Lett. 106, 156808 (2011)。该项研究得到了中国科学院、国家自然科学基金委广东体育彩票11选5直播、科技部国家重点基础研究发展计划、重大科学研究计划和国际科技合作计划的支持。
                来源:http://roll.sohu.com/20110617/n310532954.shtml

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