Síntesis y caracterización de aislantes topológicos nano estructurados
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Date
2023-04
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Program
MAGÍSTER EN CIENCIAS, MENCIÓN FÍSICA
Campus
Casa Central Valparaíso
Abstract
Description
Un aislante topológico (TI) es un material que se comporta como aislante en el bulto, pero tiene estados electrónicos en su superficie. Una problemática en el estudio de estos materiales es la aparición de defectos en la síntesis que provoca estados electrónicos de bulto que interfieren en los estados superficiales. Una forma de favorecer la presencia de estos estados superficiales es a través de nanoestructuras de TIs, gracias a su alta razón superficie-bulto que reduce las posibles contribuciones del bulto.
Debido a esto, en este trabajo se presenta el desarrollo de una metodología de síntesis CVD por método Vapor-Sólido de heteroestructuras de TI/Grafeno compuestas de nanoplatos (NPs) de los aislantes topológicos Bi2Te3 y Sb2Te3 sobre grafeno monocapa, para su uso en estudios de sus estados electrónicos locales, dependientes del espesor.
Para la optimización de esta metodología de crecimiento, se estudió el efecto de los parámetros de crecimiento en la síntesis de estos materiales. Estos parámetros estudiados fueron la temperatura en la zona de los polvos precursores, la temperatura del sustrato, el flujo de argón y el tiempo de crecimiento.
Para la caracterización de estas heteroestructuras, en términos de morfología, espesor, composición y calidad cristalina, se utilizó espectroscopía Raman, microscopía electrónica de barrido, fluorescencia de rayos X por energía dispersiva, microscopía de fuerza atómica y microscopía de efecto túnel. Finalmente se presentan estudios preliminares de sus estados electrónicos locales realizados por espectroscopia de efecto túnel de baja temperatura.
Se obtuvo que en estas heteroestructuras los NPs obtenidos presentan una variedad de espesores, principalmente en el rango de 5-30 [nm] y dimensiones laterales en el rango de 0,2-5 [µm], con una alta densidad de crecimiento y separados uno del otro. Se observo que los NPs tienen una composición homogénea y se observó la presencia de defectos intrínsecos que afectan los estados electrónicos locales.
