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         从化登高车出租,  从化登高车,  从化出租登高车     主要研究对象是基于拓扑绝缘体，探索其在自旋电子学中的自旋电学器件应用。   选取拓扑绝缘体之一体系的原因在于以下几点：拓扑绝缘体有着高迁移率，低功耗，背散射几率小等基本性质，在电学上具有一定的应用前景。而且拓扑绝缘体是类似于石墨烯层状材料，可以降低它的维度，来满足日渐小型化的需求。另外拓扑绝缘体表面态独特的自旋性质——自旋动量锁定，是对传统铁磁性材料的颠覆。传统的铁磁性材料需要磁场来实现自旋极化，而在拓扑绝缘体中，自旋极化完全是电学实现的，这更加满足了大规模电学逻辑电路的应用。

      本文的安排如下：第一部分是绪论，主要介绍自旋电子学的概念及未来的优势、拓扑绝缘体的发展历史、基本性质、制备方法及原型器件应用。

       第二部分将主要介绍样品的制备方法和表征手段，器件的微加工方法和基本磁输运测试。

       第三部分将主要介绍基于拓扑绝缘体的自旋阀器件。首先制备了四元的ＢｉＳｂＴｅＳｅ２拓扑绝缘体样品，并通过机械剥离得到介观样品来放大表面态的信号。在器件基本的磁输运测试中，发现了来自表面态的输运特征——弱反局域化效应和量子振荡。通过分析量子振荡，推算表面态有着很高的占比，约为８０％。在这基础上，基于拓扑绝缘体制备了自旋阀器件，成功探测到电流方向依赖的磁阻信号。这与拓扑绝缘体表面态自旋动量锁定的预期是一致的。在拓扑绝缘体自旋阀中，提出了一种新颖的基于电流方向实现器件开关的功能。

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      第四部分将介绍在拓扑绝缘体母体的基础上，做了掺杂调控，使得母体发生了拓扑相变。拓扑相变预期会带来拓扑能带上的连续变化。在ｘ＝０．０８体系中，通过角分辨光电子能谱，观测到体系已发生拓扑相变。在单晶块材和介观器件的磁输运中，通过朗道范图验证了在相变后的体系中仍然存在表面态。在此基础上，发现了一种简便获得更薄拓扑材料的方法：机械剥离后的样品，继续通过氩离子刻蚀，样品的厚度会进一步减小，而且保持了良好的晶体结构。

    第五部分将介绍在ｘ＝０．０８体系中，做了详细的三维变角度实验。发现，在面内扫磁场时，出现了奇异的各项异性的负磁阻。在磁场处于面外时，负磁阻又消失。通过详细的控制变量实验，发现负磁阻有一下特点：与样品表面的粗糙度、表面在体积中的占比、掺杂的浓度有关，因此推断该负磁阻与相变附近上下表面态的耦合有关。因为相变附近，体的带隙较小，表面态之间的耦合强度增加。耦合之后，当施加面内磁场时，在样品中会产生与磁场平行的自旋极化，这样就减弱了电子的自旋散射，从而出现负磁阻的现象。而且这种独特的三位矢量磁阻对量子磁传感器件有着一定的应用。第六部分将对本文内容进行总结，并展望未来后续工作和重点研究方向。

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