外尔半金属TaAs家族大尺寸单晶生长与形貌控制

【作者】 李治林； 陈洪祥； 金士锋； 郭丽伟； 陈小龙；

【机构】 中国科学院物理研究所功能晶体研究与应用中心； 中国科学院大学物理学院； 量子物质科学协同创新中心；

【摘要】 量子场论中预言了几十年的外尔费米子终于在外尔半金属TaAs家族的低能激发中被发现。该体系具有费米弧、超高迁移率、超大横向磁阻、手性反常负磁阻等一系列特殊的性质。然而大尺寸、高质量的TaAs家族单晶却并不容易得到,这限制了它在一些领域的研究和应用。在本工作中,我们提出了一种改进的化学气相传输工艺,研究了该体系的生长机制,结合化学反应热力学和动力学分析,优化生长条件,最终得到了最大尺寸接近1 cm的优质晶体。四种晶体(TaAs、NbAs、TaP、NbP)均具有规则的外形、原子级平整的表面,低于0.033°的半高宽。晶体形貌也可以得到很好的控制,其中NbAs样品的宽厚比可随生长条件在1~100范围内变化。更多还原