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量子化霍尔电阻对国际电单位和基本常数的作用

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宇航计测技术 1989年第4期8卷 66-68页

作者： B.N.Taylor 张元照

随着量子化霍尔效应的发现,只要用等值的实验室电单位装置来测定四个基本常数,就可得到具有高准确度的安培、伏特和欧姆的国际单位值。通过同样的测量,也可得到其它大多数基本常数的国际单位的准确值,其中包括阿伏伽德罗常数和精细结构... 详细信息

随着量子化霍尔效应的发现,只要用等值的实验室电单位装置来测定四个基本常数,就可得到具有高准确度的安培、伏特和欧姆的国际单位值。通过同样的测量,也可得到其它大多数基本常数的国际单位的准确值,其中包括阿伏伽德罗常数和精细结构常数等。

关键词：量子化霍尔电阻国际电单位常数

NIM用计算电容测定的量子化霍尔电阻的SI值

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计量学报 1995年第1期16卷 1-5页

作者：张钟华王晓超王登安李先捷贺青阮永顺中国计量科学研究院

量子化霍尔电阻的ＳＩ值的准确测定对进一步改进冯·克里青常数的准确度及国际基本物理常数平差均有重要意义。中国计量科学研究院于１９９４年春用计算电容测定了量子化霍尔电阻的ＳＩ值，测得ｉ＝１时的量子化霍尔电阻的ＳＩ值为ＲＨ... 详细信息

量子化霍尔电阻的ＳＩ值的准确测定对进一步改进冯·克里青常数的准确度及国际基本物理常数平差均有重要意义。中国计量科学研究院于１９９４年春用计算电容测定了量子化霍尔电阻的ＳＩ值，测得ｉ＝１时的量子化霍尔电阻的ＳＩ值为ＲＨ＝２５８１２．８０８４（３４）Ω，其不确定度为１．３×１０－７（１σ）。

关键词：量子化霍尔电阻计算电容 SI值霍尔电阻

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Co/Pt多层膜反常霍尔效应的研究

稀有金属 2014年第5期38卷 762-767页

作者：刘帅俱海浪于广华李宝河陈晓白北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京工商大学理学院北京100048

通过磁控溅射方法制备了一系列以Pt为底层的Co/Pt多层膜样品,研究了周期层中Co层厚度、周期层中Pt层厚度、底层厚度和多层膜周期数对样品霍尔效应和磁性的影响。结果表明,多层膜中各层的厚度及周期数对样品的霍尔效应和磁性有重要的影... 详细信息

通过磁控溅射方法制备了一系列以Pt为底层的Co/Pt多层膜样品,研究了周期层中Co层厚度、周期层中Pt层厚度、底层厚度和多层膜周期数对样品霍尔效应和磁性的影响。结果表明,多层膜中各层的厚度及周期数对样品的霍尔效应和磁性有重要的影响。通过对样品测试结果的分析发现多层膜的界面效应是影响其宏观性能的主要因素,样品的霍尔电阻和矫顽力随着膜厚和周期数的变化均体现了这一效应。通过优化多层膜各层厚度参数及周期数,获得了最佳样品结构为Pt 1.0 nm/(Co 0.4 nm/Pt 0.8 nm)3,周期层中Co和Pt的最佳厚度分别为0.4和0.8 nm,最佳周期数为3,该样品的霍尔电阻最大,同时样品霍尔曲线的矩形度最好,且矫顽力也较小,通过磁性测量得到其磁各向异性能为2.0×105J·m-3,具有良好的垂直磁各向异性。

关键词：反常霍尔效应霍尔电阻矫顽力 Co/Pt多层膜

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在室温量子化霍尔电阻与1Ω标准电阻的比较

现代计量测试 1993年第2期1卷 58-60页

作者： Boell.,G 卢晓峰

1.前言在强磁场和低温条件下标定量子霍尔电阻(RH=h/ie~2,h—普朗克常数,e—电荷,i—量子数)精度很高,国际计量委员会(BIPM)已经决定利用这种量子化方法来实现欧姆值。为此计量学实验室应具有便于使R与标准电阻相比较的设备,且这组标准... 详细信息

1.前言在强磁场和低温条件下标定量子霍尔电阻(RH=h/ie~2,h—普朗克常数,e—电荷,i—量子数)精度很高,国际计量委员会(BIPM)已经决定利用这种量子化方法来实现欧姆值。为此计量学实验室应具有便于使R与标准电阻相比较的设备,且这组标准电阻要求在实验期间保持有足够高的稳定度。

关键词：量子化霍尔电阻标准电阻室温

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二维材料的磁性研究

二维材料的磁性研究

作者：沈伟东南大学

学位级别：硕士

电子具有电荷自由度,电子还有另一种内禀属性——自旋自由度。传统的电子器件是通过控制电子电荷自由度来实现信息的处理。但是,由于量子效应的存在,“摩尔定律”的失效使得基于电荷自由度的电子器件的微型化,和集成化出现了瓶颈。近些... 详细信息

电子具有电荷自由度,电子还有另一种内禀属性——自旋自由度。传统的电子器件是通过控制电子电荷自由度来实现信息的处理。但是,由于量子效应的存在,“摩尔定律”的失效使得基于电荷自由度的电子器件的微型化,和集成化出现了瓶颈。近些年来,通信和信息技术得到了高速的发展,由此引起的信息量的暴增对磁记录的三个方面——写、存、读提出了新一轮的挑战。计算机硬盘上的磁盘存储量在过去十多年的时间里一直呈倍数增长,与此同时,自旋电子学这一新兴学科也得到了迅速的发展。自旋电子学是一门同时通过操控电子电荷自由度和自旋自由度来传递信息的学科。近年来,以大家所熟知的石墨烯代表的二维材料,让存算一体的自旋电子器件的发展有了新的方向,且因其自身十分新奇的物理化学性质而受到大众的广泛关注。由于具有d层轨道电子的二维层状的铁磁金属化合物具有较为容易被胶带剥离至单层等物理性质,因而成为了自旋电子学的一个新的研究领域。可以预见的是,在不久的将来,这种二维层状的铁磁金属化合物在存算一体的磁存储应用方面有着相当大的发展前景。本论文主要对针对二维磁性材料FeGeTe和CrCl进行了研究,证实了该材料本征磁性的存在,并对磁性提出了新的见解。此外,对材料的霍尔效应和自旋动力学进行了研究。取得了如下研究结果:(1)CrCl范德华晶体的螺旋磁性和3D自旋波的传播通过采用化学气相传输法CVT生长了磁性CrCl单晶块材。通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对单晶结构进行了表征。使用振动样品磁强计(VSM)确定了CrCl的晶片在低温下具有铁磁性,其居里外斯温度为27 K,CrCl在低温下具有几乎可忽略不计的矫顽场。易磁化方向在ab面内,饱和场约250 m T,具有相对较小的磁晶各向异性能。根据磁化率随温度的依赖性,我们提出了该晶体在低温下具有螺旋磁性的特点,其螺旋轴沿着c轴方向,饱和磁化强度随温度变化可以用3D自旋波激发模型来解释。随着温度升高,晶片表现出顺磁性,满足居里-外斯定律。由此我们给出了CrCl单晶片新的相图。通过电子自旋共振(ESR),对CrCl晶片的自旋动力学进行了研究,通过数据拟合和自旋波谱解谱,发现该材料的磁各向异性主要来自于退磁场能,并发现随着角度和温度的变化,自旋波的出现或消失,皆来自于层间静磁相互作用,从而说明这种静磁模自旋波是贯穿整个晶体内部的。该结果为二维磁性材料自旋动力学过程的研究提供了新的思路。(2)三元van der Waals FGT的高居里温度和霍尔磁阻研究同样是通过CVT化学气相传输法生长了磁性FeGeTe三元单晶块材。通过X射线衍射(XRD)对单晶结构进行了表征,使用EDS确定了样品的元素配比。使用振动样品磁强计(VSM)确定了FeGeTe单晶块材具有铁磁性,其居里温度为210 K。块材FeGeTe的矫顽场为30 m T,面外c轴为易磁化方向,饱和场约300 m T,具有较大的磁晶各向异性能。随着温度升高,晶片表现出顺磁性,满足居里-外斯定律。对FeGeTe的霍尔电阻进行了测量,测得饱和霍尔电阻值随温度升高而降低。发现当材料经过机械剥离到少层,居里温度会随着样品的厚度减少而降低,在本实验中,随着从块材剥离至20 nm,居里温度也从210 K降低至190 K;矫顽场增大,磁滞回线近似于方形,显示出强垂直各向异性导致的自旋排列。

关键词：二维材料自旋电子学磁晶各向异性霍尔电阻电子自旋共振

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量子化霍尔电阻的直接比对

国外计量 1992年第1期 45-46,44页

作者：李红晖 Pique.,F

掺Mn拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的制备及其电磁特性研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2018年第1期41卷 60-63页

作者：杜洪洋徐伟宋玲玲仇怀利李中军黄荣俊合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009

文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)法在蓝宝石衬底上制备拓扑绝缘体Bi_2Se_3和掺杂Mn的拓扑绝缘体Bi_2Se_3的异质结薄膜。利用反射高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)对不同条件制备的样品晶相进行分析,获得最优的制备参数,主要包括衬底温度为390℃、Bi和Se的流量比为1∶10以及Mn流量对应的温度为590℃;利用综合物性测量系统(physical property measurement system,PPMS)测量了样品的温度电阻、磁电阻和霍尔电阻。测量结果表明,与纯Bi_2Se_3薄膜相比,Bi_2Se_3和掺杂Mn的Bi_2Se_3构成的异质结薄膜的电阻随温度的升高表现出金属性-绝缘性的转变和更强的磁阻特性,而且由于异质层间的近邻效应导致异质薄膜表现出p型导电特性。

关键词：分子束外延(MBE) Bi 2Se 3异质薄膜霍尔电阻磁电阻

用金属氧化物半导体场效应晶体管量子化的霍尔电阻实验测定 h/e~2

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国外计量 1981年第5期 46-47页

作者： E.Braun 陈竹年胡衍瑞

一、引言克里岑(Klitzing)最近报导了一种新的量子效应可用来测定 h/ie~2(i=1,2,…),其中 h 为普朗克常数;e 为单位电荷。产生这种效应的原理如图1所示:一个附加霍尔电极的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSF—ET)在低温下放在垂直于它... 详细信息

一、引言克里岑(Klitzing)最近报导了一种新的量子效应可用来测定 h/ie~2(i=1,2,…),其中 h 为普朗克常数;e 为单位电荷。产生这种效应的原理如图1所示:一个附加霍尔电极的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSF—ET)在低温下放在垂直于它表面的强磁场中,垂直于它表面的电场(栅极电场)对垂直于半导体氧化层界面的运动产生一系列次能

关键词：金属氧化物半导体场效应晶体管霍尔电阻 MOSFET h/e~2 量子化量子论

拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜的实验制备与表征及其电输运性质研究

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拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜的实验制备与表征及其电输运性质研究

作者：王军合肥工业大学

学位级别：硕士

拓扑绝缘体作为一种新型量子功能材料,其内部是绝缘态,表面则是无能隙的金属态。时间反演对称性使这种金属性的表面态不受非磁性杂质和缺陷的影响,其载流子为无质量的狄拉克费米子,动量和自旋是锁定的。因此,表面态的载流子可以无散射... 详细信息

拓扑绝缘体作为一种新型量子功能材料,其内部是绝缘态,表面则是无能隙的金属态。时间反演对称性使这种金属性的表面态不受非磁性杂质和缺陷的影响,其载流子为无质量的狄拉克费米子,动量和自旋是锁定的。因此,表面态的载流子可以无散射传输。拓扑绝缘体薄膜是一种新型准二维晶体,不仅可以借助它来探索一些新奇的物理现象,如表面或界面的临近相互作用,而且在新型纳米电子器件、自旋电子器件和光子器件等方面有巨大的应用前景。由于具有依靠范德瓦尔斯力形成的层状结构和较大的体带隙,近些年,基于V/VI族的拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜一直是物理学、材料科学和纳米电子学交叉研究的热门体系之一。本论文利用分子束外延设备在蓝宝石衬底上生长Bi2Se3薄膜、掺杂Mn的Bi2Se3薄膜及其异质薄膜,并对薄膜样品的结构进行一些表征,研究了薄膜的电输运特性,相关工作按照下面三个方面展开：首先,制备高质量的Bi2Se3薄膜是研究其性质的前提,其中合适的衬底温度和元素束流比对生长高质量的薄膜至关重要。本论文通过改变衬底温度以及Se和Bi束流比,制备不同的薄膜样品,根据对薄膜样品的RHEED、XRD、AFM和EDS等表征结果分析衬底温度和元素束流比等条件对薄膜生长质量的影响,获得Bi2Se3薄膜最优的生长条件。研究结果表明,蓝宝石衬底温度设定为390℃并保持Se和Bi束流比为10：1时获得Bi2Se3薄膜样品表面平整、成分接近理想配比、结晶质量较好。其次,在前面获得的最优条件下,制备Bi2Se3和掺杂Mn的Bi2Se3薄膜,对比研究Bi2Se3薄膜和掺Mn的Bi2Se3薄膜的电学性质。对Bi2Se3薄膜的电输运性质进行测量：(1)薄膜样品纵向电阻(ρxx)在25-300K范围,随着温度降低而降低,表现出金属导电行为;而在在2K-25K范围,薄膜电阻随着温度的降低电阻几乎不发生变化,表明静态无序是体系主要的散射机制;(2)在不同的测量温度下和外加磁场下,特别是低温下低场区,纵向电阻(ρxx)随着磁场的增大而增加,即正磁阻现象;(3)横向电阻(ρxx)随着磁场的变化的斜率为负值,表明薄膜为n型导电特性。结果表明,所制备的Bi2Se3薄膜为n型拓扑绝缘体。与Bi2Se3薄膜相比,对于掺Mn的Bi2Se3薄膜,随着Mn的掺杂量的增加,替换Bi掺杂和层间掺杂共同决定了薄膜的电子结构和电学性能。最后,在最优条件下制备基于Bi2Se3和掺Mn的Bi2Se3构成的异质结构薄膜,研究异质衬底对薄膜电学性能的影响,结果表明界面间的相互作用改变了Bi2Se3拓扑绝缘体的输运特性。

关键词：拓扑绝缘体分子束外延 Bi2Se3 电输运霍尔电阻