FLEET创造超低能量电子产品的任务依赖于对原子薄的二维材料电子结构的基本理解的改进。
我们需要了解材料中的电子如何相互作用，以及它们如何在晶格中移动和散射。
上个月，FLEET研究人员利用先进光源(加州劳伦斯伯克利国家实验室)的真空紫外线-紫外光束线10.0.1 (HERS)，利用该设施独特的材料生长和测量技术来研究大带隙拓扑绝缘体的候选材料。
伯克利束线将分子束外延(MBE)晶体生长设备与称为ARPES的电子结构测量技术相结合。
在线设置允许研究人员生长原子薄的材料，并在生长过程中和之后测量它们的特性，所有这些都在相同的密封真空室中，从而使材料保持原始状态。
同步加速器光源如ALS提供了许多光谱和成像技术，旨在研究材料的原子排列和电子结构。
在ARPES中，同步辐射引起主体材料的电子发射。外向电子的能量和动量揭示了材料内电子的基本行为(其电子带结构)。
角度分辨光电子能谱是一种特殊的同步加速器测量技术，测量电子在晶格中移动的行为，这决定了材料的基本电子特性。
利用ARPES，研究人员研究了材料在受到同步辐射轰击时发出的电子。ARPES测量出电子的能量和方向(动量)，这揭示了电子结构的重要细节。
莫纳什大学的Mark Edmonds和澳大利亚同步加速器的Anton Tadich在7月的大部分时间里都在伯克利工作，他们使用MBE生长室和光束线10.0.1的ARPES分析来生长和研究候选材料。
詹姆斯·柯林斯(莫纳什大学)在渐冻症诊所设置设备
ARPES是我们确定这些材料电子结构的最直接的方法，”Anton说。“这项技术让我们可以用同步加速器激发电子，将它们驱动到材料之外，然后我们就可以推断它们最初在材料内部的行为。”
从得到的数据中，研究人员确定了材料中电子的基本行为——“电子带结构”，这决定了它是否能作为拓扑绝缘体发挥作用。
更大的带隙意味着材料将在更高的温度下成为拓扑绝缘体，”Mark Edmonds说。“我们正在寻找在室温下仍保持拓扑结构的材料，从而保留无耗散的边缘路径，这是开发功能性低能电子产品的关键。”
迄今为止的工作已经发现许多材料在非常低的温度下作为拓扑绝缘体工作。然而，如果一个数据中心需要冷却到几开氏度才能运行，电子设备的任何能量增益都将远远超过冷却设施所需的能量。
该研究由ARC DECRA基金、莫纳什原子薄材料中心和澳大利亚同步加速器国际同步加速器接入计划资助。
马克·埃德蒙兹(ARC DECRA研究员，莫纳什大学)专门研究拓扑材料的薄膜生长，并用ARPES和扫描隧道显微镜(STM)表征这些材料，并致力于实现FLEE雷竞技苹果版T的二维大间隙拓扑绝缘体研究主题1．
安东Tadich(澳大利亚同步加速器束线科学家)专门研究新材料的光电发射，是FLEET的合作伙伴研究人员。安东将在安装在澳大利亚同步加速器软x射线束线上的新环形分析仪上管理ARPES测量。
2017年10月，澳大利亚同步加速器的新型环形分析仪
今年晚些时候安装在同步加速器上的环形分析仪将通过ARPES(电子特性)和扫描隧道光谱(STM)实现互补的拓扑材料原位生长和表征，STM是一种用于测量原子级结构和局部电子特性的强大探针。雷竞技苹果版澳大利亚同步加速器是FLEET合作伙伴组织。