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Peter Grünberg Institut
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Molekularstrahlepitaxie des topologischen Isolators Bi2Te3 auf Si (111) Substraten

Seit der Entdeckung einer neuen Materialklasse, den sogenannten topologischen Isolatoren,  gibt es große Forschungsanstrengungen an diesem neuartigen Typ von Festkörpern. Topologische Isolatoren, wie zum Beispiel Bi2Te3, sind Isolatoren im Volumen und haben eine lineare Energiedispersion an der Oberfläche.

Aufgrund dieser linearen Energiedispersion besitzen Ladungsträger an der Oberfläche dieser topologischen Isolatoren einzigartige Eigenschaften, wie zum Beispiel extrem hohe Beweglichkeiten und dissipationsloser Transport mit fester Spin-Ausrichtung, und diese Eigenschaften eröffnen die Möglichkeit der Entwicklung neuartiger elektronischer und spintronischer Bauelemente . In diesem Projekt geht es um das Wachstum des topologischen Isolators Bi2Te3 mittels Molekularstrahlepitaxie auf Si(111)-Substraten und die Charakterisierung der Proben. Das Ziel ist die Realisierung hochreiner atomar glatter und versetzungsfreier Bi2Te3-Schichten auf Si(111)-Substraten, die die topologischen Isolatoreigenschaften aufweisen.

Die Forschungsaktivitäten sind Teil des Virtuellen Instituts für Topologische Isolatoren (VITI).

Referenzen

[1] J. E. Moore, The birth of topological insulators, Nature 464, 194 (2010)

[2]  D. Hsieh, D. Qian, L. Wray, Y. Xia, Y. S. Hor, R. J. Cava, and M. Z. Hasan,
A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase,
Nature 452 970 (2008)

[3] Y. L. Chen, J. G. Analytis, J.-H. Chu, Z. K. Liu, S.-K. Mo, X. L. Qi, H. J. Zhang, D. H. Lu, X. Dai, Z. Fang, S. C. Zhang, I. R. Fisher, Z. Hussain, and Z.-X. Shen,
Experimental realization of a three-dimensional topological insulator Bi2Te3,
Science 325, 178 (2009)

[4] J. Krumrain, G. Mussler, S. Borisova, T. Stoica, L. Plucinski, C. M. Schneider, D. Grützmacher,
MBE growth optimization of topological insulator Bi2Te3 films
Journal of Crystal Growth, 324 (2011), 115 - 118


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