Uniform Cu-doped Bi2Te3 hexagonal nanoplates with widths of ∼200 nm and thicknesses of ∼20 nm were synthesized using a solvothermal method. According to the structural characterization and compositional analysis, the Cu2+ ions were found to substitute Bi3+ ions in the lattice. High-level Cu doping induces a lattice distortion and decreases the crystal lattice by 1.17% in the a axis and 2.38% in the c axis. A paramagnetic state is observed in these nanoplates from 2 to 295 K, which is a significant difference from their diamagnetic un-doped Bi2Te3.

1.
H.
Zhang
,
C.-X.
Liu
,
X.-L.
Qi
,
X.
Dai
,
Z.
Fang
, and
S.-C.
Zhang
,
Nat. Phys.
5
,
438
(
2009
).
2.
R.
Yu
,
W.
Zhang
,
H.-J.
Zhang
,
S.-C.
Zhang
,
X.
Dai
, and
Z.
Fang
,
Science
329
,
61
(
2010
).
3.
D.-X.
Qu
,
Y. S.
Hor
,
J.
Xiong
,
R. J.
Cava
, and
N. P.
Ong
,
Science
329
,
821
(
2010
).
4.
C. Z.
Chang
,
J. S.
Zhang
,
X.
Feng
,
J.
Shen
,
Z. C.
Zhang
,
M. H.
Guo
,
K.
Li
,
Y. B.
Ou
,
P.
Wei
,
L. L.
Wang
,
Z. Q.
Ji
,
Y.
Feng
,
S. H.
Ji
,
X.
Chen
,
J. F.
Jia
,
X.
Dai
,
Z.
Fang
,
S. C.
Zhang
,
K.
He
,
Y. Y.
Wang
,
L.
Lu
,
X. C.
Ma
, and
Q. K.
Xue
,
Science
340
,
167
(
2013
).
5.
F.
Cheng
,
Solid State Commun.
152
,
933
(
2012
).
6.
V. A.
Kulbachinskii
,
P. V.
Gurin
,
P. M.
Tarasov
,
A. B.
Davydov
,
Y. A.
Danilov
, and
O. V.
Vikhrova
,
Low Temp. Phys.
33
,
174
(
2007
).
7.
S.
Mondal
,
D.
Sen
,
K.
Sengupta
, and
R.
Shankar
,
Phys. Rev. B
82
,
045120
(
2010
).
8.
G.
Rosenberg
and
M.
Franz
,
Phys. Rev. B
85
,
195119
(
2012
).
9.
Z.-G.
Fu
,
P.
Zhang
,
Z.
Wang
, and
S.-S.
Li
,
J. Phys.: Condens. Matter
24
,
145502
(
2012
).
10.
T.
Habe
and
Y.
Asano
,
Phys. Rev. B
85
,
195325
(
2012
).
11.
M. S.
Foster
,
Phys. Rev. B
85
,
085122
(
2012
).
12.
Y. L.
Chen
,
J. H.
Chu
,
J. G.
Analytis
,
Z. K.
Liu
,
K.
Igarashi
,
H. H.
Kuo
,
X. L.
Qi
,
S. K.
Mo
,
R. G.
Moore
,
D. H.
Lu
,
M.
Hashimoto
,
T.
Sasagawa
,
S. C.
Zhang
,
I. R.
Fisher
,
Z.
Hussain
, and
Z. X.
Shen
,
Science
329
,
659
(
2010
).
13.
C.
Niu
,
Y.
Dai
,
M.
Guo
,
W.
Wei
,
Y.
Ma
, and
B.
Huang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
252502
(
2011
).
14.
T. D.
Anh
,
J.
Choi
,
Y.
Shin
,
S.
Cho
,
H.-M.
Park
,
W.
Kim
,
C.
Hwang
, and
D. D.
Duc
,
J. Korean Phys. Soc.
61
,
1675
(
2012
).
15.
J. L.
Cui
,
L. D.
Mao
,
W.
Yang
,
X. B.
Xu
,
D. Y.
Chen
, and
W. J.
Xiu
,
J. Solid State Chem.
180
,
3583
(
2007
).
16.
J.
Bludska
,
I.
Jakubec
,
C.
Drasar
,
P.
Lostak
, and
J.
Horak
,
Philos. Mag.
87
,
325
(
2007
).
17.
Z.-G.
Chen
,
G.
Han
,
L.
Yang
,
L.
Cheng
, and
J.
Zou
,
Prog. Nat. Sci.
22
,
535
(
2012
).
18.
V. A.
Kulbachinskii
,
A. Y.
Kaminskii
,
K.
Kindo
,
Y.
Narumi
,
K.
Suga
,
P.
Lostak
, and
P.
Svanda
,
Physica B
311
,
292
(
2002
).
19.
D.
West
,
Y. Y.
Sun
,
S. B.
Zhang
,
T.
Zhang
,
X.
Ma
,
P.
Cheng
,
Y. Y.
Zhang
,
X.
Chen
,
J. F.
Jia
, and
Q. K.
Xue
,
Phys. Rev. B
85
,
081305
(
2012
).
20.
J. J.
Cha
,
J. R.
Williams
,
D.
Kong
,
S.
Meister
,
H.
Peng
,
A. J.
Bestwick
,
P.
Gallagher
,
D.
Goldhaber-Gordon
, and
Y.
Cui
,
Nano Lett.
10
,
1076
(
2010
).
21.
V. A.
Kulbachinskii
,
P. M.
Tarasov
, and
E.
Bruck
,
Physica B
368
,
32
(
2005
).
22.
V. A.
Kulbachinskii
,
P. M.
Tarasov
, and
E.
Bruck
,
J. Exp. Theor. Phys.
101
,
528
(
2005
).
23.
P. P. J.
Haazen
,
J. B.
Laloe
,
T. J.
Nummy
,
H. J. M.
Swagten
,
P.
Jarillo-Herrero
,
D.
Heiman
, and
J. S.
Moodera
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
082404
(
2012
).
24.
J.
Choi
,
S.
Choi
,
Y.
Park
,
H. M.
Park
,
H. W.
Lee
,
B. C.
Woo
, and
S.
Cho
,
Phys. Status Solidi B
241
,
1541
(
2004
).
25.
J.
Choi
,
H. W.
Lee
,
B. S.
Kim
,
S.
Choi
,
J. H.
Song
, and
S. L.
Cho
,
J. Appl. Phys.
97
,
10D324
(
2005
).
26.
J. W. G.
Bos
,
M.
Lee
,
E.
Morosan
,
H. W.
Zandbergen
,
W. L.
Lee
,
N. P.
Ong
, and
R. J.
Cava
,
Phys. Rev. B
74
,
184429
(
2006
).
27.
J. S.
Dyck
,
P.
Hajek
,
P.
Losit'ak
, and
C.
Uher
,
Phys. Rev. B
65
,
115212
(
2002
).
28.
H. B.
Zhang
,
H. L.
Yu
,
D. H.
Bao
,
S. W.
Li
,
C. X.
Wang
, and
G. W.
Yang
,
Adv. Mater.
24
,
132
(
2012
).
29.
Y. S.
Hor
,
P.
Roushan
,
H.
Beidenkopf
,
J.
Seo
,
D.
Qu
,
J. G.
Checkelsky
,
L. A.
Wray
,
D.
Hsieh
,
Y.
Xia
,
S. Y.
Xu
,
D.
Qian
,
M. Z.
Hasan
,
N. P.
Ong
,
A.
Yazdani
, and
R. J.
Cava
,
Phys. Rev. B
81
,
195203
(
2010
).
30.
L.
Cheng
,
Z.-G.
Chen
,
S.
Ma
,
Z.-d.
Zhang
,
Y.
Wang
,
H.-Y.
Xu
,
L.
Yang
,
G.
Han
,
K.
Jack
,
G.
Lu
, and
J.
Zou
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
18920
(
2012
).
31.
F.
Xiu
,
L.
He
,
Y.
Wang
,
L.
Cheng
,
L.-T.
Chang
,
M.
Lang
,
G.
Huang
,
X.
Kou
,
Y.
Zhou
,
X.
Jiang
,
Z.-G.
Chen
,
J.
Zou
,
A.
Shailos
, and
K. L.
Wang
,
Nat. Nano.
6
,
216
(
2011
).
32.
L.
Fu
,
C. L.
Kane
, and
E. J.
Mele
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
106803
(
2007
).
33.
G.
Brumfiel
,
Nature
466
,
310
(
2010
).
34.
M.
Franz
,
Nature Mater.
9
,
536
(
2010
).
35.
J.
Moore
,
Nat. Phys.
5
,
378
(
2009
).
36.
H.
Peng
,
K.
Lai
,
D.
Kong
,
S.
Meister
,
Y.
Chen
,
X.-L.
Qi
,
S.-C.
Zhang
,
Z.-X.
Shen
, and
Y.
Cui
,
Nature Mater.
9
,
225
(
2010
).
37.
W.
Dang
,
H.
Peng
,
H.
Li
,
P.
Wang
, and
Z.
Liu
,
Nano Lett.
10
,
2870
(
2010
).
38.
H.
Peng
,
W.
Dang
,
J.
Cao
,
Y.
Chen
,
D.
Wu
,
W.
Zheng
,
H.
Li
,
Z.-X.
Shen
, and
Z.
Liu
,
Nat. Chem.
4
,
281
(
2012
).
39.
Y.
Wang
,
F.
Xiu
,
L.
Cheng
,
L.
He
,
M.
Lang
,
J.
Tang
,
X.
Kou
,
X.
Yu
,
X.
Jiang
,
Z.
Chen
,
J.
Zou
, and
K. L.
Wang
,
Nano Lett.
12
,
1170
(
2012
).
40.
R. J.
Mehta
,
Y.
Zhang
,
C.
Karthik
,
B.
Singh
,
R. W.
Siegel
,
T.
Borca-Tasciuc
, and
G.
Ramanath
,
Nature Mater.
11
,
233
(
2012
).
41.
K. J.
Koski
,
J. J.
Cha
,
B. W.
Reed
,
C. D.
Wessells
,
D.
Kong
, and
Y.
Cui
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
7584
(
2012
).
42.
K. J.
Koski
,
C. D.
Wessells
,
B. W.
Reed
,
J. J.
Cha
,
D.
Kong
, and
Y.
Cui
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
13773
(
2012
).
43.
Z.-G.
Chen
,
J.
Zou
,
F.
Li
,
G.
Liu
,
D.-M.
Tang
,
D.
Li
,
C.
Liu
,
X.
Ma
,
H.-M.
Cheng
,
G. Q.
Lu
, and
Z.
Zhang
,
Adv. Funct. Mater.
17
,
3371
(
2007
).
44.
E. J.
Menke
,
M. A.
Brown
,
Q.
Li
,
J. C.
Hemminger
, and
R. M.
Penner
,
Langmuir
22
,
10564
(
2006
).
45.
H.
Bando
,
K.
Koizumi
,
Y.
Oikawa
,
K.
Daikohara
,
V. A.
Kulbachinskii
, and
H.
Ozaki
,
J. Phys. Condens. Matter
12
,
5607
(
2000
).
46.
T.
Kondo
,
Y.
Nakashima
,
Y.
Ota
,
Y.
Ishida
,
W.
Malaeb
,
K.
Okazaki
,
S.
Shin
,
M.
Kriener
,
S.
Sasaki
,
K.
Segawa
, and
Y.
Ando
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
217601
(
2013
).
47.
Y. S.
Hor
,
A. J.
Williams
,
J. G.
Checkelsky
,
P.
Roushan
,
J.
Seo
,
Q.
Xu
,
H. W.
Zandbergen
,
A.
Yazdani
,
N. P.
Ong
, and
R. J.
Cava
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
057001
(
2010
).
48.
B. J.
Lawson
,
Y. S.
Hor
, and
L.
Li
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
226406
(
2012
).
49.
S.
Sasaki
,
M.
Kriener
,
K.
Segawa
,
K.
Yada
,
Y.
Tanaka
,
M.
Sato
, and
Y.
Ando
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
217001
(
2011
).
50.
S. J.
Blundell
,
Magnetism of Condensed Matter
(
Oxford University Press
,
2001
), p.
256
.
You do not currently have access to this content.