拓扑绝缘体Bi2Te3的热膨胀系数研究

李平原; 陈永亮; 周大进; 陈鹏; 张勇; 邓水全; 崔雅静; 赵勇

doi:10.7498/aps.63.117301

摘要

利用低温X射线衍射研究了Bi2Te3晶体的线热膨胀系数. 结果表明：拓扑绝缘体Bi2Te3晶体的线热膨胀系数||和表现为各向异性，并遵从不同的温度依赖关系. 反映a-a平面内的膨胀系数在较宽的温区内服从Debye关系，而反映垂直于a-a平面方向的膨胀系数||在100 K左右就开始出现与Debye模型在定性上的差别. 利用Debye模型并结合Bi2Te3晶体的面内和层间原子之间的键合特性对||和所表现出的不同温度依赖特性进行了解释.

关键词:

Abstract

Topological insulator Bi2Te3 crystals were grown and their thermal expansion was studied with X-ray diffraction at various temperatures. It was shown that the linear thermal expansion coefficients, || and , which reflect, respectively, the thermal expansion within and out-off a-a plane of the Bi2Te3 crystal, exhibit quite different temperature dependent features. The obeys the Debye law in a relatively wide temperature range, while || deviates qualitatively from the Debye law at 100 K. Possible mechanisms behind the observed phenomena were explained using the crystal structure and the bonding features between the atoms in Bi2Te3 crystal.

Keywords:

作者及机构信息

1.
西南交通大学, 材料先进技术教育部重点实验室, 超导与新能源研究开发中心, 成都 610031;

2.
School of Materials Science and Engineering, University of New South Wales, Sydney 2052 NSW, Australia

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：11104224，11004162，51271155）、高等学校博士学科点专项科研基金新教师类课题（批准号：20110184120029）和四川省科技计划项目（批准号：2011JY0031，2011JY0130）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials, Ministry of Education of China, Superconductivity and New Energy R & D Center, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;

2.
School of Materials Science and Engineering, University of New South Wales, Sydney 2052 NSW, Australia

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11104224, 11004162, 51271155), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20110184120029), and the Science Foundation of Sichuan Province, China (Grant Nos. 2011JY0031, 2011JY0130).

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施引文献

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