Ar antimonu un alvu leģētu Bi2Se3 plānu kārtiņu un nanovadu sintēze un īpašības

Abstract

Pēdējos gados augusi interese par materiāliem ar topoloģiskā izolatora (TI) īpašībām. TI ir tilpumā nevadoši, bet to virsmai piemīt metāliskas īpašības. Lielākā daļa TI ir labi termoelektriski (TE) materiāli istabas temperatūrā. Lai panāktu to, ka virsmas vadītspēja ir dominējoša, vajadzīgs nomākt tilpuma vadītspēju, kas rodas no defektiem. Pirmkārt, tilpuma vadītspēju var samazināt, samazinot vismaz vienu no TI struktūras dimensijām līdz nanoizmēram, kas būtiski palielina virsmas – tilpuma attiecību, kā arī veicot materiāla vakanču kompensējošu leģēšanu. Leģēšana var tikt izmantota arī materiālu TE īpašību uzlabošanai, tā optimizējot lādiņnesēju koncentrāciju un saglabājot to kustīgumu. Darbā tiek pētītas TI īpašību izmaiņas dažādās koncentrācijās ar antimonu leģētās Bi2Se3 nanolentāēs. TE īpašības pēta dažādās koncentrācijās ar alvu un antimonu leģētām plānām kārtiņām.

In recent years there has been a growing interest for topological insulators (TIs). TIs are insulators in bulk, but have conductive states on the surface. Most of the discovered TIs are also known for their excellent thermoelectrical (TE) properties near room temperature. To highlight the properties of the surface conductance states it is important to suppress the conductivity of the bulk coming from defects. Bulk conductivity can be minimized by downsizing of at least one dimension of a TI structure to nanoscale, which will result in increase of surface-to-volume ratio, combined with specific vacancy-compensating doping Doping can also be used to increase the TE properties of material by optimizing charge carrier concentration while preserving mobility. In this work the changes in TI properties are investigated in different concentration antimony doped Bi2Se3 nanoribbons, while TE properties are studied for different concentration antimony and tin doped Bi2Se3 thin films.