Голдырева Е.С.   Кох К.А.  

Рост тонких плёнок Bi2Se3 на слюде

Докладчик: Голдырева Е.С.

РОСТ ТОНКИХ ПЛЁНОК Bi₂Se₃ НА СЛЮДЕ

Е.С. Голдырева¹⁾, К.А. Кох^2)
1)Новосибирский Государственный Университет, Новосибирск
²⁾Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск

Открытие топологических изоляторов является одним из значимых достижений в области конденсированных сред, т.к. открытые уникальные электронные свойства имеют большой потенциал для широкого спектра применения. Типичным представителем материалов для топологических изоляторов является Bi₂Se₃, который имеет хорошую химическую стабильность, относительно большую запрещенную зону и проводимость n-типа. Кроме того, эксперименты по выращиванию тонких плёнок представляют интерес ввиду возможности создания вертикальных ван-дер-ваальсовых гетероструктур с другими двумерными материалами [1].

В настоящей работе для выращивания использовался метод CVD (chemical vapor deposition) без использования газа-носителя. Морфология поверхности выращенных плёнок была охарактеризована с помощью методов атомной силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии, состав – с помощью рентгеновской дифракции, рамановской спектроскопии и энерго-дисперсионной спектроскопии. Электрические свойства плёнок изучались с помощью четырёхзондовой системы JANDEL.
В ходе исследований было выявлено, что наиболее эффективно рост эпитаксических тонких плёнок Bi₂Se₃ происходит при температуре горячей зоны 500°C, изменение условий роста (температуры источника и подложки, времени роста, давления в система) эффективно регулирует толщину и качество плёнки. При температурах, превышающих 600°C происходит частичное термическое разложение материала подложки – слюды – с выделением кислорода, который, вероятно, является причиной появления в системе побочной фазы – Bi₂O₂Se.

Литература
1. S.G. Xu, Y. Han, X.L. Chen, Z.F. Wu, L. Wang, T.Y. Han, W.G. Ye, H.H. Lu, G. Long, Y.Y. Wu, J.X.Z. Lin, Y. Cai, K.M. Ho, Y.H. He, N. Wang, van der Waals Epitaxial Growth of Atomically Thin Bi2Se3 and Thickness-Dependent Topological Phase Transition, Nano Lett 15(4) (2015) 2645-265