单晶 BaBiO$_3$ 中的电子掺杂：BaBiO$_{3-x}$F$_x$
强关联电子
2026-02-20 v1 材料科学
摘要
拓扑绝缘体是一类具有导电表面态的新型绝缘体。大多数拓扑绝缘体为硫族化物，其中极少量的硫族空位便会破坏预测的体态绝缘态，导致金属或半金属的体态电输运。BaBiO (BBO) 是一种具有较大带隙 (0.7 eV) 的有趣绝缘体，在空穴掺杂下可变为超导体，且理论上预测在电子掺杂下会呈现拓扑绝缘态。我们通过在氧位进行氟原子的化学取代探索了电子掺杂。采用一步固相技术合成了 BBO 和氟掺杂 BBO 的单晶。纯 BBO 和 10% F 掺杂 BBO (BaBiOF) 的单晶为化学单相样品，结晶为单斜 I2/m 晶体结构。芯能级和价带 X 射线光电子能谱证实了 10% 氟掺杂 BBO 中的电子掺杂。20% F 掺杂 BBO 似乎为多相样品，这已由背散射电子 (BSE) 成像和 X 射线衍射所证实。本文报告了利用一步固相技术成功生长纯 BBO 和 F 掺杂 BBO，并讨论了 F 掺杂对结构和电子性质的影响。
引用
@article{arxiv.2507.16333,
title = {Electron doping in single crystalline BaBiO$_3$: BaBiO$_{3-x}$F$_{x}$},
author = {Sathishkumar M and Asha Ann Abrahama and Rajesh Kumar Sahu and Soma Banik and Soham Manni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16333},
year = {2026}
}
备注
5 pages, 5 figures, 2 tables