【摘 要】
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低维量子材料具有新奇的物理性质和潜在的应用前景,引起了广泛的研究兴趣。分子束外延（MBE）和扫描隧道显微镜（STM）是制备和研究低维量子材料的有力手段。为此我们自主设计和搭建了两套分子束外延系统,包含真空腔体、泵组、蒸发源、样品操纵台、样品生长监测装置、氩离子溅射枪和针尖处理装置等部分。我们还将自主搭建的两套分子束外延系统分别集成到Unisoku公司生产的低温（5 K）和室温两套商用扫描隧道显微镜
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低维量子材料具有新奇的物理性质和潜在的应用前景,引起了广泛的研究兴趣。分子束外延（MBE）和扫描隧道显微镜（STM）是制备和研究低维量子材料的有力手段。为此我们自主设计和搭建了两套分子束外延系统,包含真空腔体、泵组、蒸发源、样品操纵台、样品生长监测装置、氩离子溅射枪和针尖处理装置等部分。我们还将自主搭建的两套分子束外延系统分别集成到Unisoku公司生产的低温（5 K）和室温两套商用扫描隧道显微镜系统中。两套MBE-STM联合系统均可用于低维量子材料体系的生长和原子级形貌与电子结构的表征,有效提升了我们的研究效率和研究能力。另外,理论上铁磁薄膜与s波超导体异质结,在自旋轨道耦合效应的协同作用下可以实现拓扑超导态,其特征是在铁磁薄膜边界上的超导能隙中诱导出马约拉纳边界态。目前理论上预言单层二硒化钒具有本征铁磁性,但多种实验手段的研究结果不一致,单层二硒化钒的磁性还有待确认。在本论文中,我们利用MBE方法在s波超导体二硒化铌衬底上生长单层二硒化钒,构建二维过渡金属二硫属化合物异质结构,并利用扫描隧道显微镜/谱（STM/STS）表面分析技术来研究异质结的结构和电子性质,进一步确认单层二硒化钒的磁性和寻找可能的马约拉纳边界态。我们研究发现了三种单层二硒化钒相:已报道过的31/2×71/2和2×31/2电荷密度波（CDW）相,无序相,及从未报道过的31/2×31/2 CDW相。31/2×71/2和2×31/2 CDW相的结构和电子性质与报道一致,不具有磁性。无序相二硒化钒保持原本的晶格结构,但表面电子态不均一,岛内超导被抑制,超导能隙和相干峰几乎消失,可能具有铁磁性,但在边界未发现拓扑超导信号。31/2×31/2 CDW相二硒化钒的31/2×31/2超晶格与二硒化铌31/2倍晶格是公度的,表面硒原子出现二聚现象,其不具有铁磁性,但在费米能级附近出现了一个尖峰。我们进一步发现边界和缺陷对尖峰的影响与扭角双层石墨烯AA堆叠区域中心载流子掺杂时的变化趋势类似,所以猜测这种结构可能在费米面附近形成窄带,导致尖峰的出现。费米面附近的窄带通过调控可能出现新的电子关联性质,若猜测被证实,这个体系可以为二维过渡金属二硫属化合物异质结构的关联物理研究提供新的研究平台。
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