硒化鉍Bi2Se3的價值

       拓撲絕緣體是一種近幾年被發現的新型量子物質態,在能量無耗傳輸、自旋電子學以及量子計算機等方面有著很大的應用前景。除了奇異的不受缺陷和非磁性雜質散射的拓撲表面態外,在拓撲絕緣體中引入一個螺旋位錯的線缺陷,還可能會產生一對拓撲保護的一維螺旋態,從而創造一條完美的導電通道。類石墨烯層狀結構的硒化鉍Bi2Se3因其簡單的能帶結構、遠大于室溫的能量漲落體帶隙,被認為是最有前景的拓撲絕緣體材料之一。中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室和化學與材料科學學院曾杰教授課題組基于特色的可控制備手段,從晶體生長的動力學理論出發,通過將反應體系維持在極低的過飽和條件下,使硒化鉍在成核過程中產生螺旋位錯的缺陷,從而誘導層狀材料進行雙向的螺旋生長,打破硒化鉍本征的晶體生長模式。此外,研究人員還通過對螺旋生長速度的控制,合成出不同發展程度的螺旋結構,從中闡明了二維層狀材料的螺旋生長機理。這項研究為實現一維拓撲螺旋態提供了材料基礎,有助于促進硒化鉍在拓撲絕緣體、熱電以及催化等方面的新發展。此外,探索螺旋生長的方式對于合成其他二維層狀材料的螺旋結構,從而調制材料的物理性能也有重要的指導意義。

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