BiTeI/grafén hibrid nanoáramkörök készítése és vizsgálata

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
MSc diplomamunka téma - nanotechnológia és anyagtudomány
Félév: 
2016/17/2.
Témavezető: 
Név: 
Csonka Szabolcs
Email cím: 
csonka@mono.eik.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
BME FIzika Tanszék
Beosztás: 
docens
Hallgató: 
Név: 
Szentpéteri Bálint
Képzés: 
Fizika BSc - fizikus
Elvárások: 

Alapos szilárdtestfizikai és kvantummechanikai előismeretek, jó angol nyelvtudás, motiváció kísérleti munkára.

Leírás: 

Kétdimenziós kristályok családja napjaink nanofizikájának egyik legaktívabban kutatott területe. Mára a grafénen kívül számos anyagból lehet néhány atomsor vastag rétegeket létrehozni, ezek között vannak vezető, szigetelő vagy akár szupravezető anyagok is. Ezen kétdimenziós kristályokból felépített heterostruktúrák új távlatokat nyitnak nanoelektronikai alkalmazások létrehozására.
A szakdolgozat célkitűzése, hogy grafén és BiTeI kristályok egymásra építésével hozzunk létre áramkört. Grafén különösen érdekes spintronikai eszközök létrehozására, mivel a spin szabad úthossz akár a 10um-t is elérheti az egy atomi réteg vastag szén hatszögrácsban. Ugyanakkor BiTeI ill. BiTeBr gigantikus spin-pálya kölcsönhatással bíró kristályok, a beépített nagy elektromos térnek illetve a Bi magas rendszámának köszönhetően.  Néhány atomsor vastagság BiTeI-t grafénre helyezve az a várakozás, hogy az erős spin-pálya kölcsönhatás proximity effektussal a gafénbe is átöröklődik.  A spin-pálya kölcsönhatás keltésével éa elektromos kapukkal történő hangolásával új spintronikai funkciókat lehetne grafénben megvalósítani. További érdekessége a grafén/BiTeI hibrid rendszernek, hogy grafént BiTeI rétegek közé szenvicselve topologikusan elektron állapotok megjelenését jósolják elméleti számítások.

Szakdolgozat keretében a jelölt megismerkedik kétdimenziós kristályok létrehozására szolgáló exfoliációs technikákkal, vékony BiTeI/BiTeBr rétegeket illetve grafént fog létrehozni és egymásra építeni. A szerkezetekből elektronsugaras litográfiával áramkörök készülnek. Alacsony hőmérsékleti összehasonlító  transzport mérésekben, pl. gyenge lokalizáció segítségével, a grafénre épített BiTeI/BiTeBr réteg  elektron spinekre gyakorolt hatásának a vizsgálata a cél.