(一月)黃榮俊教授與合作者研究並優化拓撲絕緣體
在過去幾年來，科學家們對拓撲絕緣體材料特性進行了大量的研究，包括將磁性引入拓撲絕緣體（磁性拓撲絕緣體），破壞拓撲絕緣體之時間反演對稱性，並打開材料的奇異特性-量子異常霍爾效應（QAHE）。本研究中我們使用分子束磊晶（MBE）成長Cr掺雜之(Bi0.4Sb0.6)2Te3薄膜(Cr：BST)。我們通過精確調節基板溫度和元素比例，達到薄膜成長的最佳參數，並藉由調整Cr/Sb流量比來控制BST中的Cr掺雜濃度和磁性。Cr：BST呈現出垂直於膜面的鐵磁行為，隨著Cr摻雜量的增加，磁化強度和磁矯頑力也增加，這和Cr原子之間的距離縮短以及它們之間相互作用增強有關，但過量的Cr摻雜會造成第二相之析出與鐵磁性破壞。Cr：BST薄膜的居禮溫度（Tc）可達50K。有趣的是，Cr的引入驅使BST拓撲絕緣體主要載子由n型轉變為p型，且在低溫5K時表現出明顯異常霍爾效應（AHE）行為。本研究掌握了Cr:BST磁性拓撲絕緣體的磁性和電性的調控。對拓撲絕緣體的基礎物理有一個新的認識，並瞭解如何設計和優化磁性拓撲絕緣體元件，將可應用於自旋電子學等未來科技的發展。
詳見 Nanomaterials (2024)
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