雙層鉍在拓樸絕緣體上之自旋幫浦效應及電性研究

Translated title of the thesis: Studies of spin pumping effect and electric properties of Bismuth bilayer on topological insulator
  • 鄭 皓尹

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

在本實驗中使用氫離子蝕刻的方式,在拓樸絕緣體Bi2Se3薄膜上形成Bi bilayer,再透過自旋幫浦機制,研究Bi bilayer對整體產生電壓的影響,並透過加入銅插層的方式,做一系列的實驗與討論。 首先透過PLD系統成長鎳鐵薄膜,透過鐵磁共振的量測,確認其在室溫下成長依舊具有良好的鐵磁性。將MBE所成長的Bi2Se3薄膜?上保護層後,在PLD中進行去保護層及氫化,便成長鐵磁層鎳鐵以及改善傳輸性質暨保護層銅,以無氫化、氫化、氫化成長1奈米銅、氫化成長3奈米銅,做一系列的自旋幫浦量測,並對其做進一步討論。 在上述的四組樣品中,本實驗皆有量測到自旋幫浦所產生電壓訊號,在扣除異常霍爾效應所產生的電壓,有Bi bilayer(反轉Rashba-Edelstein 效應)所得到訊號相較於單純Bi2Se3薄膜(反轉自旋霍爾效應)來的大,推測Bi bilayer的形成確實有效的提升了自旋幫浦的轉換效率,而在不同厚度中,皆在插入銅一奈米的情況下量測到最大的電壓訊號,此外透過自旋混和電導以及自旋流密度的計算,說明了銅確實有效地的改善自旋混和電導,進而提升注入自旋流密度,且銅亦可保護鐵磁層直接與拓樸絕緣體直接接觸而破壞其性質。而在本實驗中,透過比較各組樣品的量測數據,並加以計算後,得到Bi bilayer的轉換效率為0 2~0 6奈米。
Date of Award2017 Aug 14
Original languageChinese
SupervisorJung-Chun Huang (Supervisor)

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