拓扑绝缘体纳米片

可通过门压调节费米能级，实现双极性输运并在狄拉克点附近观察到弱反局域化与线性磁阻的转变。

Tingting, Li · Xudong, Shi · Li, Mingze · Gao, Xuan P.a. · 王振华 · 张志东

Journal of Materials Science and Technology 2025

参数信息

纳米片厚度

6 nm

技术优势

费米能级可连续调制

背栅电压可将费米能级调过表面态狄拉克点，在同一器件中实现从n型到p型的连续过渡，无需更换样品或改变化学组分。

探测电子-空穴共存

当费米能级靠近狄拉克点时，霍尔电阻出现强非线性和磁场诱导的斜率变号，直接证明n型和p型载流子共存，可用于研究双极输运机制。

揭示磁阻机制转变

在狄拉克点附近观察到从弱反局域化到线性磁阻的转变，为理解拓扑材料中两种磁阻机制的起源提供了实验依据。

应用场景

• 拓扑量子器件：利用背栅连续调控费米能级，在同一器件中研究狄拉克费米子输运，为拓扑量子器件原型提供平台。
• 低功耗电子：双极性场效应和表面态输运为设计基于拓扑表面态的低功耗逻辑单元提供新途径。
• 精密磁传感器：线性磁阻对磁场呈线性响应，有望简化磁传感器信号处理并提高线性度。
• 自旋电子器件：拓扑表面态的自旋-动量锁定和可调费米能级，为自旋注入和检测提供有效通道。