[發(fā)明專利]基于弱測量的外爾半金屬類型識別及外爾錐傾斜測量方法

有效

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113030016B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 羅朝明;宋益飛;劉碩卿
• 申請（專利權）人: 湖南理工學院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/55;G01N21/21
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李蜜

1.一種基于弱測量的外爾半金屬類型識別方法，其特征在于，使用的是基于弱測量的光自旋霍爾測量裝置，其包括激光器、半波片、第一透鏡、第一偏振器、第二偏振器、第二透鏡和光束采集器；由激光器產(chǎn)生的高斯光束經(jīng)半波片、第一透鏡和第一偏振器得到入射線偏振光，并入射到樣品表面并反射，反射光束經(jīng)第二偏振器得到反射線偏振光，反射線偏振光經(jīng)第二透鏡后由光束采集器接收；入射線偏振光的偏振態(tài)稱為前選擇態(tài)，反射線偏振光的偏振態(tài)稱為后選擇態(tài)；前選擇態(tài)和后選擇態(tài)之間以90°+φ接近垂直的，φ又被稱為后選擇角，大小為-0.2°~0.2°；

利用基于弱測量的光自旋霍爾效應測量裝置，按照以下步驟進行：

S1調節(jié)待測外爾半金屬固體材料化學勢

通過向處于給定溫度條件下的待測外爾半金屬固體材料施加外部柵極電壓，使待測外爾半金屬固體材料的化學勢μ滿足表示普朗克常數(shù)；ω表示入射到待測外爾半金屬固體材料上的光束頻率；表示光子能量的比率；

S2獲取光自旋霍爾效應位移

在相同溫度條件下，以接近第一類外爾半金屬固體材料或第二類外爾半金屬固體材料的布儒斯特角的角度為入射角，通過基于弱測量的光自旋霍爾效應測量裝置獲取光自旋霍爾效應位移；

S3 識別外爾半金屬類型

當測量的光自旋霍爾效應位移等于給定閾值時，待測外爾半金屬固體材料為第一類外爾半金屬；當測量的光自旋霍爾效應位移大于給定閾值，待測外爾半金屬固體材料為第二類外爾半金屬。

2.根據(jù)權利要求1所述基于弱測量的外爾半金屬類型識別方法，其特征在于，步驟S1中，給定溫度范圍為0 K。

3.根據(jù)權利要求1所述基于弱測量的外爾半金屬類型識別方法，其特征在于，步驟S1中，通過向待測外爾半金屬固體材料施加外部柵極電壓，使得待測外爾半金屬固體材料的化學勢=0.098eV。

4.根據(jù)權利要求1至3任一權利要求所述基于弱測量的外爾半金屬類型識別方法，其特征在于，步驟S2中，入射角范圍為55°~62°。

5.根據(jù)權利要求4所述基于弱測量的外爾半金屬類型識別方法，其特征在于，步驟S2中，入射角為57.4°或61.6°。

6.一種基于弱測量的外爾半金屬外爾錐傾斜度測量方法，其特征在于，使用的是基于弱測量的光自旋霍爾測量裝置，其包括激光器、半波片、第一透鏡、第一偏振器、第二偏振器、第二透鏡和光束采集器；由激光器產(chǎn)生的高斯光束經(jīng)半波片、第一透鏡和第一偏振器得到入射線偏振光，并入射到樣品表面并反射，反射光束經(jīng)第二偏振器得到反射線偏振光，反射線偏振光經(jīng)第二透鏡后由光束采集器接收；入射線偏振光的偏振態(tài)稱為前選擇態(tài)，反射線偏振光的偏振態(tài)稱為后選擇態(tài)；前選擇態(tài)和后選擇態(tài)之間以90°+φ接近垂直的，φ又被稱為后選擇角，大小為-0.2°~0.2°；

利用基于弱測量的光自旋霍爾效應測量裝置，按照以下步驟進行：

L1調節(jié)待測外爾半金屬固體材料化學勢

通過向處于給定溫度條件下的待測外爾半金屬固體材料施加外部柵極電壓，使得待測外爾半金屬固體材料的化學勢達到給定值；

L2獲取光自旋霍爾效應位移

在相同溫度條件下，以接近第一類外爾半金屬固體材料或第二類外爾半金屬固體材料的布儒斯特角的角度為入射角，通過基于弱測量的光自旋霍爾效應測量裝置獲取光自旋霍爾效應位移；

L3 確定待測外爾半金屬固體材料的外爾錐傾斜度

依據(jù)給定化學勢條件下光自旋霍爾效應位移隨外爾錐傾斜度變化關系，得到與光自旋霍爾效應位移對應的外爾錐傾斜度。

7.根據(jù)權利要求6所述基于弱測量的外爾半金屬外爾錐傾斜度測量方法，其特征在于，步驟L1中，對于第二類外爾半金屬，通過向待測外爾半金屬固體材料施加外部柵極電壓，使得待測外爾半金屬固體材料的化學勢=0.098eV。

8.根據(jù)權利要求6或7所述基于弱測量的外爾半金屬外爾錐傾斜度測量方法，其特征在于，步驟L2中，入射角范圍為55°~62°。

9.根據(jù)權利要求8所述基于弱測量的外爾半金屬外爾錐傾斜度測量方法，其特征在于，步驟L2中，入射角為57.4°或61.6°。