Integrating and manipulating topological insulators in pursuit of spintronic and dissipationless applications
Els Aïllants Topològics (TIs) Tridimensionals, especialment la segona generació basada en Bismut i Antimoni, han emergit com a plataformes revolucionàries per a una àmplia gamma d'aplicacions, des de la computació quàntica fins a l'espintrònica. Aquesta tesi presenta una exploració profund...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:296816 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/296816 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Aïllants topològics Topological insulators Aislantes topológicos Grafè Graphene Grafeno Epitaxia per raigs moleculars Molecular beam epitaxy Epitaxia por haces moleculares Ciències Experimentals 538.9 |
| Sumario: | Els Aïllants Topològics (TIs) Tridimensionals, especialment la segona generació basada en Bismut i Antimoni, han emergit com a plataformes revolucionàries per a una àmplia gamma d'aplicacions, des de la computació quàntica fins a l'espintrònica. Aquesta tesi presenta una exploració profunda de dos aspectes d'avantguarda dels TIs: el creixement i optimització de TIs magnètics intrínsecs, particularment del compost MnBi2Te4 (MBT), i el desenvolupament de dispositius laterals escalables que integren TIs amb grafè. Hem utilitzat l'epitaxia per feixos moleculars (MBE) per al creixement de pel·lícules d'alta qualitat, que posteriorment van ser analitzades usant difracció d'electrons d'alta energia per reflexió, difracció de raigs X, reflectivitat de raigs X, caracteritzacions magnètiques de dispositiu d'interferència quàntica superconductora (SQUID) i mesuraments de transport. El nostre treball investiga el complex procés de creixement de MBT sobre substrats de BaF2, emfatitzant la influència de la relació de flux Mn/Bi en les propietats tant de l'estructura cristal·lina, magnètiques i de transport. L'estudi revela una correlació entre la composició final, resultant de la relació de flux Mn/Bi, i diverses propietats del material, oferint perspectives valuoses per a millorar el procés de creixement. Addicionalment, la tesi s'endinsa en la integració de pel·lícules de (Bi, Sb)2Te3 (BST) crescudes per MBE amb grafè crescut per deposició química de vapor (CVD) transferit sobre substrats de SiO2/Si. Aquestes heteroestructures són utilitzades per al desenvolupament de dispositius laterals. Aquest estudi demostra la possibilitat d'aconseguir pel·lícules BST altament cristal·lines sobre grafè CVD ajustant la preparació del substrat i les condicions de creixement. A més, desenvolupa un nou procediment "de dalt a baix" per obtenir dispositius laterals a partir d'aquesta heteroestructura. En general, aquesta tesi fa una contribució significativa al camp proporcionant una base sòlida tant per a la investigació addicional sobre les propietats topològiques úniques del compost MBT com per a l'estudi del transport d'espín i la interconversió d'espín-càrrega dins d'heteroestructures de van der Waals. Ambdues línies representen avanços significatius en la recerca d'integrar i manipular TIs per aplicacions espintròniques i sense dissipació. |
|---|