[发明专利]一种区分拓扑绝缘体Sb2

权利要求书

1.一种区分拓扑绝缘体Sb₂Te₃的圆偏振光致电流和光子拽曳电流的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：获取拓扑绝缘体Sb₂Te₃样品，并在所述拓扑绝缘体Sb₂Te₃样品上用磁控溅射生长10nm的钛电极；用电子束蒸发镀100nm的金电极，所述钛电极与所述金电极形成边长为0.5mm的正方形电极，所述钛电极与所述金电极的电极间距约为2.5mm；

步骤S2：采用1064nm的激光作为激发光源即入射激光，所述入射激光通过斩波器、起偏器和四分之一波片照射在步骤S1中样品上所述钛电极与金电极连线中点的位置；所述入射激光光斑直径小于两电极间距；

步骤S3：改变所述入射激光的入射角Θ₀；在每一个入射角Θ₀上，从0度到360度转动四分之一波片，以5度为一个步长，将每一个四分之一波片角度下的光电流通过电流放大器进行放大，并通过外部终端对放大后的光电流进行采集；

步骤S4：将每一个入射角Θ₀下的光电流利用公式(1)进行拟合：

J＝J_Csin(2φ)+L₁sin(4φ)+L₂cos(4φ)+J₀ (1)

其中，J_C是圆偏振光激发引起的电流，L₁和L₂是线偏振光激发引起的电流，J₀是由于光伏效应和热电效应引起的背景电流；

步骤S5：将正入射角+Θ₀下的圆偏振光引起的电流J_C(+Θ₀)加上负入射角-Θ₀下的圆偏振光引起的电流J_C(-Θ₀)再除以2，得到光子拽曳电流随入射角为偶函数的分量，记为J_CPDE2，即：

J_CPDE2＝[J_C(+Θ₀)+J_C(-Θ₀)]/2； (2)

步骤S6：将正入射角+Θ₀下的圆偏振光引起的电流J_C(+Θ₀)减去负入射角-Θ₀下的圆偏振光引起的电流J_C(-Θ₀)再除以2，得到圆偏振光致电流记为J_CPGE和光子拽曳电流随入射角为奇函数的分量记为J_CPDE1的和，即：

J_CPGE+J_CPDE1＝[J_C(+Θ₀)-J_C(-Θ₀)]/2； (3)

步骤S7：分别得到所述圆偏振光致电流J_CPGE随所述入射角的关系和所述光子拽曳电流随入射角为奇函数的分量J_CPDE1的变化关系；

步骤S8：对所述圆偏振光致电流J_CPGE和所述光子拽曳电流随入射角为奇函数的分量J_CPDE1进行区分；

步骤S3中所述改变所述入射激光的入射角Θ₀具体为：从正30度到负30度，以10度或5度为一个步长改变所述入射激光的入射角；

所述步骤S7具体内容为：由于圆偏振光致电流J_CPGE随入射角呈现公式(4)变化关系：

J_CPGE∝t_pt_ssinΘ₀/n (4)

而光子拽曳电流随入射角为奇函数分量J_CPDE1的变化关系如公式(5)所示：

其中，t_s、t_p分别为s波和p波在Sb₂Te₃中的透射系数，n为Sb₂Te₃的折射率；

所述步骤S8具体内容为：将所述步骤S6由公式(3)得到的光电流作为纵坐标，分别以所述t_pt_ssinΘ₀/n和作为横坐标作图；并进行线性拟合，若t_pt_ssinΘ₀/n拟合得到的决定系数即判定系数或者拟合优度值较大，表明其拟合程度较好，说明所述步骤S6由公式(3)得到的光电流主要成分是圆偏振光致电流J_CPGE；若拟合得到的决定系数值较大，则表明所述步骤S6由公式(3)得到的光电流主要成分是光子拽曳电流随入射角为奇函数的分量J_CPDE1；

所述决定系数定义如下：令y为待拟合的数据即所述步骤S6由公式(3)得到的数值，令它的均值为令拟合值为记总平方和SST为回归平方和SSR为残差平方和SSE为则有SST＝SSR+SSE；决定系数为