Co3Sn2S2半金属体系的单晶制备及其In掺杂效应研究
文献综述
摘要：
随着现代科学的发展，在材料科学研究领域中单晶材料占着很重要的地位。由于多晶体含有晶粒间界，人们利用多晶体来研究材料性能时在很多情况下得到的不是材料本身的性能。其中一个著名例子是半导体的电阻率，这一性质特别具有杂质敏感性。就Co3SnInS2来说，根据先前的报告，由于铟原子更喜欢在Sn1位置取代锡原子，而不是Sn2位置，因此Co3SnInS2的电阻率表现出半导体性质。我们研究，主要在于对Co3Sn2S2作In掺杂, 测量与分析热电性能、电子能带结构、磁化率和等温磁化等物理量。材料的制备常用固相反应法等方法烧制，并通过控制烧制时间与温度来生长单晶。针对其物理特性，利用一些仪器进行测量，如扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）用来分析材料衍射图谱以辨识得到的样品成分，用综合物性测量系统（PPMS）进行物性测量以及磁学测量系统（MPMS）做磁性测量。
关键词：固相反应法 位点取代 Kagome晶格 半导体
一、引言
1.1 半导体
半导体性质由于介于导体和绝缘体性质之间，在现代各种电子产品中得到广泛的应用。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。
1.2 固相反应法
两种或两种以上的物质（粒子）通过化学反应形成新的物质。实际上，固体反应是反应物在晶格中通过粒子界面扩散的。扩散速率通常是固态反应速率和程度的决定因素。固态反应的原料和产物是固体。原材料以数微米或更粗颗粒的形式相互接触和混合。固态反应可分为成核反应和生长反应。一般来说，产品和材料的结构有很大不同时，成核是困难的。因为在成核过程中，原料的晶格结构和原子排列必须进行大幅度的调整，会消耗很多能量甚至重新排列，经常在高温下发生。如果产品非常接近原材料的原子排列和键长，则只有微小的结构调整才能使产品成核，这是比较容易发生的。
