南科大量子科学与工程研究所在狄拉克半金属异质结构的输运研究中取得新进展 - 新闻信息 - 巴黎人国际娱乐官网 - 巴黎人国际娱乐官网_巴黎人娱乐平台_巴黎人娱乐登录|开户

巴黎人国际娱乐官网是由中国广东省领导和管理、深圳市举全市之力创建的一所公办创新型大学,目标是迅速建成国际化高水平研究型大学,建成中国重大科学技术研究与拔尖创新人才培养的重要基地……

巴黎人国际娱乐官网以学分制、导师制、书院制为基础,以人才培养的个性化、小班化、国际化为特色,通过为一流的人才培养体系,培养人格健全、基础扎实、能力突出、具有国际视野、社会责任感、创新精神和实践能力的高素质人才。

巴黎人国际娱乐官网对本科学生采用书院制管理模式,以书院、团委、社团等平台为载体,为学生营造了精彩的大学生活。

南科大已初步建成国际交流的平台,与国际知名大学在人才培养、教学科研等方面达成合作协议,为学生开展境外交流学习。同时,巴黎人娱乐平台积极与内地的多个机构开展全方位合作。

巴黎人国际娱乐官网本科招生采用基于高考的综合评价录取模式,即高考成绩占60%,我校自主组织的能力测试成绩占30%(其中面谈成绩为5%),高中学业水平考试成绩占10%,按考生“631”综合成绩排名从高到低录取。综合评价录取模式由我校在2012年率先实施。

南科大巴黎人娱乐登录基金会由理事会、监事会、秘书处组成。理事会是基金会的最高权力机构;监事会负责检查财务和会计资料,监督理事会遵守法律和章程的情况;秘书处是基金会常设办事机构,在理事会领导下负责基金会的日常工作。

巴黎人娱乐平台党委切实履行党建工作职责,不断强化班子建设和基层党组织建设,充分发挥好党委对巴黎人娱乐平台各项工作的核心统领作用和各党支部的战斗堡垒作用,切实开展组织统战和党风廉政建设各项工作。巴黎人娱乐平台高度重视群团组织建设,充分调动全体师生员工积极性,维护教职工的合法权益,推进巴黎人娱乐平台民主管理,促进巴黎人娱乐平台健康发展,全力营造齐心协力、团结向上、奋发有为的干事创业氛围。

新闻信息

首页 > 新闻动态 > 新闻信息 > 南科大量子科学与...

新闻信息

南科大量子科学与工程研究所在狄拉克半金属异质结构的输运研究中取得新进展

2018-08-01 科研新闻

       近日,我校量子科学与工程研究所俞大鹏课题组在狄拉克半金属异质结构的输运性质研究方面取得新进展,该研究成果以“Dirac Semimetal Heterostructures: 3D Cd3As2 on 2D Graphene”为题发表在学术期刊Advanced Materials。在这一研究工作中,俞大鹏课题组吴燕飞为第一作者,廖志敏为通讯作者,俞大鹏为最后作者。  

       石墨烯是一种二维狄拉克材料,由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构,因此通过表/界面工程构筑范德瓦尔斯异质结构可以有效地调制材料的性能。近年来,三维狄拉克半金属(3D Dirac Semimetal,如Cd3As2)作为一种新型的拓扑材料受到广泛的关注。这类拓扑材料在三维动量空间中表现出线性能带色散关系,通过破坏时间反演对称性或空间反演对称性,可以转化为外尔(Weyl)半金属。外尔半金属的一个重要特征是手性反常效应(chiral anomaly effect)。在电场与磁场平行的情况下,手性相反的两个外尔点附近的外尔费米子将具有不同的化学势,使电荷在不同手性的外尔点之间转移,这种手征电荷转移会产生负磁阻效应。除此之外,三维狄拉克或外尔半金属具有另一个重要特征-拓扑的费米弧表面态,并已被角分辨光电子能谱和外尔轨道相关的量子振荡实验所证实。自旋分辨的角分辨光电子能谱进一步显示费米弧由自旋极化的电子组成。费米弧表面态的这种自旋极化特性显示了三维拓扑半金属在自旋电子学领域的应用潜力。

       该工作通过直接堆叠成功制备了石墨烯-Cd3As2异质结构。电子态耦合导致显著的层间电荷转移,通过Cd3As2的堆叠能有效调节石墨烯的费米能级,使其变为n型掺杂。通过这种石墨烯-Cd3As2异质结构能自然地构造出石墨烯平面p-n-p结,其量子输运测量显示出分数值的量子化电导平台,这来源于量子霍尔态下边缘态输运在p-n结等界面的平衡。此外,与裸石墨烯器件相比,石墨烯-Cd3As2异质结构器件呈现出很大的非局域(non-local)信号,在调制后的石墨烯狄拉克点附近显示出大的非局域电阻,表明了增强的自旋极化电荷输运,这与Cd3As2自旋极化表面态和石墨烯间的电荷转移有关。该研究结果不仅丰富了范德瓦尔斯异质结构家族,也将激发更多的关于狄拉克半金属或外尔半金属在自旋电子学中应用的研究。

【图文导读】

1:石墨烯/Cd3As2异质结构的表征。(a) Cd3As2纳米片的HRTEM和SAED图;(b)石墨烯/Cd3As2异质结构器件的示意图;(c) 石墨烯/Cd3As2异质结器件的SEM图;(d) 石墨烯/Cd3As2异质结构的纵向电阻率的温度依赖特性。

2:零磁场下异质界面的电荷转移。(a) 纵向电阻Rxx的转移特性曲线,显示在温度1.4K和300K下Cd3As2调制后石墨烯的Dirac 峰位置在背压Vg = −33 V左右;(b) 局域电阻RL的转移特性曲线,显示两个Dirac峰;(c) 未被覆盖的石墨烯和Cd3As2覆盖的石墨烯的能带图;(d) 无背压调制的石墨烯/Cd3As2异质结构的能带示意图。

3:石墨烯/Cd3As2异质结构的量子化电导。(a) 在不同强度的垂直磁场下,两端电导随背压的变化关系;(b)在-14 T高磁场下两端电导随背压的变化关系。随着背压变化,体系经历三种状态:p+-p –p+,p-n-p,n-n+-n,显示出量子化电导平台的变化。(c) 在三种状态下,量子霍尔边缘态在石墨烯的三个不同区域的传输示意图。

4:在平面磁场下的局域和非局域电子输运。(a) 零磁场及不同温度下,非局域电阻RNL随背压的变化关系;(b) 不同强度的平面磁场下,局域电阻RL随背压的变化关系;(c) 温度1.4 K及不同强度的平面磁场下,RNL随背压的变化关系;(d) 在狄克拉点处的RNL随磁场依赖特性

       该研究得到了广东省引进创新创业团队 “量子科学和工程团队”计划项目、深圳市科创委、国家自然科学基金委、国家重点研究与发展计划等的大力支持。

       文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201707547

       该成果第一作者吴燕飞,于2017年3月入职于巴黎人国际娱乐官网物理系和量子科学与工程研究所,在中科大博士期间从事材料的同步辐射谱学研究,因为对材料的应用研究感兴趣,在博士后期间转向纳米功能器件研究。在她看来,纳米功能器件研究是连接材料研究和应用研究的桥梁,也是很多物理基础研究的依托。在南科大入职后,她确定了《二维材料的自旋相关输运性质研究》的研究课题,指导教师为俞大鹏院士。“科研工作过程就是需要解决各种问题的过程”,在科研的路上吴燕飞始终以一颗平常的心态去攻坚克难。对于在研究工作中俞大鹏院士和廖志敏教授给予的支持,她甚是感激,也坚定了她在科研上走下去的信心。

        据吴燕飞介绍,拓扑狄拉克半金属作为一种奇特的拓扑量子材料,由于良好的输运性能和自旋动量锁定、拓扑保护的表面量子态使其在未来量子计算机和自旋电子学器件中具有潜在的应用价值,比如自旋力矩磁随机存储器。这种新型的存储器是利用极化电流产生自旋相关的力矩,即电子的自旋对邻近的磁性原子产生力矩,这个力矩可以被用来‘扭转’磁性薄膜的磁化方向,从而实现‘0’和‘1’逻辑信息的“写入”相比传统的基于对电子电荷操控的信息存储和处理技术,这种自旋力矩磁随机存储器不需要持续电流功耗来保持存储数据的有效性,在低能耗方面有巨大的优势。另外,这种自旋相关的力矩在磁记忆、运算、低能耗的微波振荡器和自旋逻辑器件等领域也展现很大的应用前景。

        巴黎人国际娱乐官网量子科学与工程研究所(Institute for Quantum Science and Engineering, IQSE)研究团队由俞大鹏院士领军,成员包括南科大物理系多名教授和专职研究人员,形成了量子材料、量子输运、超导量子计算实验、量子计算理论、量子计算软件、人工量子智能等围绕量子计算机的实现和应用研发的若干研究方向。量子研究所以量子材料为核心,以理论计算与设计为支撑,以量子模拟和量子器件为先导,以量子网络和量子计算工程应用为终极目标,坚持基础研究与产业化应用共建的发展模式,为深圳乃至粤港澳大湾区的经济建设与发展提供科技支撑。

 

供稿:量子科学与工程研究所/物理系

 

© 2015 All Rights Reserved. 粤ICP备14051456号 地址:广东省深圳市南山区学苑大道1088号 电话:+86-755-8801 0000 邮编:518055
*为必填项