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Fe基自旋材料CdFeS和FeSe的生长及特性研究的

开题报告

一、研究背景和意义

自旋电子学是当今材料科学和半导体器件领域的热点之一，其将电

子自旋作为信息的载体，可用于实现高速信息传输和储存。现有的自旋

材料主要是基于半导体和金属，而铁基自旋材料因其电子结构、物理性

质和应用前景的独特性，成为了新型自旋材料的研究热点。其中，CdFeS

和FeSe作为铁基自旋材料在材料学和物理学中受到了广泛的关注。

CdFeS是一种稀磁半金属材料，具有轨道自旋耦合效应，可以形成

弱反铁磁序。其特有的电子结构和反铁磁性质，使其在自旋电子学和磁

性存储等领域具有广泛的应用前景。而FeSe则是一种拓扑超导材料，具

有高温超导和薄膜可控生长等特点，在超导器件和自旋电子学中也具有

广泛的应用前景。

因此，研究CdFeS和FeSe的生长方法和物理特性，对于深入理解

铁基自旋材料的物理本质和开发新型自旋电子器件具有重要的理论和应

用价值。

二、研究内容和方法

本文将从CdFeS和FeSe的生长方法和物理特性两个方面展开研究，

具体内容如下：

1.生长CdFeS和FeSe材料的方法研究

针对CdFeS和FeSe材料的特殊生长条件，我们将采用物理气相沉

积法（PVD）和分子束外延法（MBE）两种生长方法进行的CdFeS和

FeSe材料的薄膜生长研究。

2.CdFeS和FeSe的结构和物理性质特征分析

通过X射线衍射、光学显微镜、紫外可见光谱等仪器对CdFeS和

FeSe的晶体结构、形貌、光学性能等进行材料表征和物理性质分析。同

时，利用超导量子干涉仪、电阻磁性测量等测量方法对CdFeS和FeSe的

超导性质及磁性、热性质等物理性质进行研究并进行探究。

三、预期结果和意义

本研究将通过比较两种方法的生长效果及CdFeS和FeSe材料的物

理性质，深入探究铁基自旋材料的电子结构和反铁磁性质、超导特性等

物理本质，并拓宽铁基自旋材料的应用领域，为铁基自旋材料的发展提

供新思路和方法。同时，为自旋电子学和磁性存储等领域的研究和应用

提供了一定的基础和理论参考。