拓扑绝缘体多功能大面积定制特征范德华外延
介观与纳米尺度物理
2017-07-27 v1 材料科学
应用物理
摘要
随着拓扑绝缘体（TI）应用研究焦点的演变，合成用于实际器件应用的大面积 TI 薄膜的需求成为中心议题。然而，构建可扩展且适应性强的工艺以制备高质量 TI 化合物仍然是一个挑战。为此，我们提出了一种多功能范德华外延（vdWE）工艺，用于定制特征的碲硫铋 TI 生长和制造，该工艺通过在云母上进行选择性区域氟化和表面自由能修饰来实现。TI 特征以大型单晶三角域形式外延生长，表现出与底层云母晶格高度取向的扶手椅型或锯齿型晶体边缘，且仅有两个在 处镜像的优选域取向。观察到生长特征厚度对横向尺寸的依赖性以及边界处的耗尽区，这可以通过半经验双物种表面迁移模型来解释，该模型提供了生长参数的稳健估计并阐明了选择性区域表面修饰的作用。拓扑表面态在室温下贡献了高达 60% 的器件电导，表明其具有优异的电子质量。高产率的微加工和适应性强的 vdWE 生长机制（具有易于改变的前驱体和衬底组合），赋予了该工艺多功能性，可实现任意形状和阵列的晶体 TI 合成，适用于从快速原型制作到规模化制造的各种工艺的简便集成。
引用
@article{arxiv.1707.04920,
title = {Versatile Large-Area Custom-Feature van der Waals Epitaxy of Topological Insulators},
author = {Tanuj Trivedi and Anupam Roy and Hema C. P. Movva and Emily S. Walker and Seth R. Bank and Dean P. Neikirk and Sanjay K. Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.04920},
year = {2017}
}
备注
26 pages including Supporting Information: 15 figures, 1 table