无机化工论文_少层FeS_2的低温物理性质研究

文章目录

摘要

abstract

第1章 绪论

1.1 二维层状材料简介

1.2 过渡金属硫化物

    1.2.1 单层TMDCs能带结构

    1.2.2 巨磁阻效应

    1.2.3 Weyl半金属

1.3 二维铁磁性材料

    1.3.1 CrI_3

    1.3.2 Cr_2Ge_2Te_6

    1.3.3 Fe_3GeTe_2

1.4 研究目的与意义

第2章 样品制备与性能表征

2.1 引言

2.2 少层FeS_2样品的生长及器件微加工制备

    2.2.1 少层FeS_2样品生长及其表征

    2.2.2 少层FeS_2器件微加工制备

2.3 测量仪器

    2.3.1 综合物性测量系统（PPMS）

    2.3.2 He_3制冷机器

    2.3.3 稀释制冷机

    2.3.4 振动样品磁强计（VSM）

第3章 少层FeS_2的基本输运性质

3.1 引言

3.2 少层FeS_2的基本输运性质

    3.2.1 Few-Layer FeS_2的负磁阻现象

    3.2.2 少层FeS_2的磁滞现象

    3.2.3 少层FeS_2中的铁磁性

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 进一步工作方向

致谢

参考文献

文章摘要:近年来,在以石墨烯为代表的二维（2D）材料中观测到的量子霍尔效应、二维超导等奇异的输运性质引起了人们对二维材料的研究热潮。最近,在层状过渡金属硫化物（TMDCs）中,因其特殊的晶体结构与特有的强自旋—轨道耦合作用导致的二类Weyl费米子更是引起了物理学界的广泛关注。特别是随着样品制备技术的进步,人们最近在单层WTe₂中实现了量子反常霍尔效应,在单层二硫化钼（MoS₂）中通过铁磁门电极调控实现了巨磁阻效应,以及在单层VS₂中观察到了室温铁磁性。这些工作为研究少层过渡金属硫化物在自旋电子学中的应用普奠定了基础。但是,目前这些单层过渡金属硫化物均是通过复杂的机械解理工艺得到的,并涉及到多步的样品转移过程,极大地限制了人们的研究进度。因此,有必要寻找一种更容易获得二维铁磁材料的新途径。本研究以此为出发点,利用化学气相沉积技术（CVD）生长了高质量的少层FeS₂样品,通过高分辩透射电子显微镜（HETEM）、拉曼光谱（Raman Spectra）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对样品进行了表征,证明其是2H相的FeS₂结构。为了表征基铁磁性能,我们利用微纳加工设备制备了器件,通过低温电学输运性质测量,在低温强磁场下观察到磁阻的明显磁滞行为,表明样品中可能存在铁磁性。进一步地,我们通过振动样品磁强计（VSM）测量了样品的磁化曲线,也观察到明显的磁滞行为,再次印证了FeS₂是一种铁磁性材料。该研究是首次通过维度的降低在少层FeS₂中实现了铁磁性,为人们在过渡金属硫化物中寻找新的二维铁磁性材料提供了新思路。

文章关键词:

论文分类号:TQ138.11

文章来源：《低温物理学报》 网址: http://www.dwwlxbzz.cn/qikandaodu/2021/1110/579.html