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锑啼合金Sb2Te3的异相同质结构设计
文献摘要：
半导体锑碲合金Sb2Te3是实现高性能相变存储与类脑计算的一种关键母体材料,其亚稳态立方相具有占格点高达1/6以上且随机分布的空位,具备安德森绝缘体性质.而Sb2Te3的稳态结构为菱方六角相,是一种典型的强拓扑绝缘体材料.但由于六角相Sb2Te3存在自发掺杂行为,其体相通常呈金属性而非绝缘性,从而掩盖了其拓扑非平庸的狄拉克表面态性质.本工作提出一种基于Sb2Te3的异相同质结构的新概念,原理上可同时利用该材料的拓扑性质与安德森绝缘性质从而实现超低损耗的电子输运.本文在分子束外延制备的六角相Sb2Te3薄膜中,利用透射电子显微镜中的聚焦电子束辐照驱动薄膜体相区域的六角相至立方相结构相变,并原位观察了空位无序化在其中起到的关键性作用.通过第一性原理计算,结果表明六角相Sb2Te3的能量随着空位层空位浓度的降低而快速上升,在空位浓度减小至50％～70％时触发原子堆垛迁移,从而形成立方相结构.临界空位浓度的大小主要受沿空位层垂直方向压应力的影响.结合实验与计算结果,本文证实了Sb2Te3异相同质结构的界面附近不存在明显的晶格错配,为后续制备Sb2Te3异相同质结构宏观样品,以及探索拓扑物理与安德森电子局域化之间的相互作用提供了指导.
文献关键词：
相变材料;拓扑绝缘体;Sb2Te3;原位表征;空位无序化;异相同质结构
中图分类号：
作者姓名：
王晓哲;张航铭;王旭东;王疆靖;马恩;张伟
作者机构：
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,材料创新设计中心,西安710049
文献出处：
引用格式：
[1]王晓哲;张航铭;王旭东;王疆靖;马恩;张伟-.锑啼合金Sb2Te3的异相同质结构设计)[J].科学通报,2022(22):2662-2671
A类：
异相同质结构,聚焦电子束辐照,空位无序化
B类：
Sb2Te3,相变存储,类脑计算,母体,亚稳态,方相,格点,随机分布,安德森,态结构,六角相,拓扑绝缘体,相通,金属性,绝缘性,掩盖,平庸,狄拉克,表面态,新概念,拓扑性质,超低损耗,电子输运,分子束外延,透射电子显微镜,相结构,结构相变,原位观察,第一性原理计算,快速上升,堆垛,沿空,垂直方向,压应力,晶格,错配,局域化,相变材料,原位表征
AB值：
0.244426
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