Dy掺杂Bi2Te3薄膜

拓扑表面态主导

通过磁性稀土镝掺杂抑制体态载流子并局域化，实现拓扑表面态在输运中的主导地位。

Tingting, Li · Jian, Gao · Hengheng, Wu · Mu, Wenlai · Xudong, Shi · Li, Mingze · 张志东 · 王振华

Journal of Solid State Chemistry 2025

参数信息

掺杂浓度

18.9 at.%

技术优势

体态载流子被抑制

Dy掺杂使薄膜从金属性转变为半导体性，表明体态载流子局域化，从而让表面态输运凸显。

掺杂浓度高仍保持结构

即使Dy掺杂浓度高达18.9 at.%，Bi2Te3晶相仍保持完整，结构分析显示掺杂引起晶格畸变和缺陷形成，但未破坏主体晶格。

拓扑表面态主导输运

低场下观察到弱反局域化，高场下出现非饱和线性磁电阻，这些特征表明拓扑表面态在电子输运中起主导作用。

应用场景

• 拓扑绝缘体器件：利用受拓扑保护的表面态实现低耗散输运，可提升器件性能和稳定性。
• 自旋电子器件：磁掺杂诱导的磁有序与拓扑表面态相互作用，为自旋操纵和检测提供手段。
• 量子相干器件：弱反局域化效应表明表面态载流子保持相位相干，适合构建量子干涉器件。