Cr掺杂对La0.4Ca0.6MnO3电荷有序及自旋玻璃态的影响

用回相反应法制备了La0.4Ca0.6M1-xCrxO3(x=0.00,0.06,0.10)多晶样品.通过XRD、M～T曲线、ESR谱线,研究了Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响及在CE型反铁磁体系中的电荷序和自旋序之间的耦合相互作用.研究结果表明:母体La0.4Ca0 6MnO3磁结构很复杂,在2...     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。     

高Tc氧化物超导体的电子结构

本文综述了高Tc氧化物超导体(La_2CuO_4及YBa_2Cu_3O_(7-8)的(计算)电子结构。本文基于Freeman教授研究组的工作。 (1) 体心四方结构的La_2CuO_4能带结构计算结果表明:La_2CuO_4的电子结构由在正方形Cu-O平面内的Cu3d-O2p相瓦作用所控制。存在一个沿[110]方向|q|=2k_F(强的)迭套的Fermi表面,它导致了电子驱动的结构失稳,以及在电子状态密度上的VanHove对数奇性。此种Fermi面的迭套被认为是引起了(Peierls 2k_F)失稳性,从而解释了La_(2-x)M_xCuO_4由四方结构到正交结构的相变。 (2) 如同在La_(2-x)M_xCuO_4中的情况一样,具正交结构的YBa_2Cu_3O_(7-8)的电子结构由Cu-O间的相互作用所支配;同时存在着二维及一维的Cu3d-O2p相互作用为YBa_2Cu_3O_(7-8)电子结构的特征。YBa2Cu_3O_(7-8)在E_F处的状态密度值低于La_(2-x)M_xCuO_4的相应值,在YBa_2Cu_3O_(7-8)中的Y或Ba原子作用如同一电子的施主。     

内耗测量在钙钛矿结构Mn基氧化物研究中的应用

运用内耗测量技术系统地研究了空穴型和电子型掺杂锰氧化物的相分离行为.对于La0.67Ca0.33MnO3样品,在铁磁金属区,内耗温度曲线Q-1(T)上观察到与电子相分离有关的内耗峰.此外,我们在顺磁区观察到与磁团簇形成有关的内耗峰.磁测量的结果也证明了在顺磁区Griffiths相的存在.采用内耗、电阻和杨氏模量原位测量的方法研究了La5/8-yPryCa3/8MnO3 (y=0.35) 中电流对电荷有序相的影响.较大的电流破坏了电荷有序态,导致电阻率降低,同时杨氏模量也有相应的变化.通过分析表明,在La5/8-yPryCa3/8MnO3 (y=0.35) 中存在相分离行为,即电荷有序相和铁磁金属相共存.对于电子型掺杂的Sr0.8Ce0.2MnO3和Bi0.4Ca0.6MnO3样品,通过内耗实验同样给出了相分离的证据.在外加磁场下的内耗实验表明,Sr0.8Ce0.2MnO3顺磁区的内耗峰起源于非关联的磁团簇的形成.对于电荷有序体系Bi0.4Ca0.6MnO3,由于电荷有序和电荷无序畴壁运动而导致的内耗峰被观测到.研究表明,对于空穴型和电子型掺杂锰氧化物,实验中观察到的相分离行为可能是由于MnO6八面体的Jahn-Teller畸变所导致.实验结果显示了内耗测量技术对研究强关联电子体系Mn基氧化物相分离行为是十分有效的工具.     

零电阻温度96.3K的Y_(0.4)Ba_(0.6)CuO_(3-δ)超导体及其不稳定性

已获得零电阻温度为96.3K,中点转变温度为97.6K的Y_(0.4)Ba_(0.6)CuO_(3-δ)超导体,并发现这个超导体经过数次冷热循环和表面结霜以后,超导电性逐渐退化的现象。     

关于La_2CuO_(4-y)反铁磁性的研究

本文测量了三个不同制备条件的 La_2CuO_(4-y)样品以及原材料 CuO 样品在液氮温度以上的比热,实验发现四个样品在200K 附近都有明显的比热反常峰,分析表明 La_2CuO_(4-y)的比热反常并非 CuO 杂质相引起,而是样品发生反铁磁有序相变所致.在 Nèel 温度 T_N 附近,磁比热按 C_M∝1n|T-T_N|规律变化,与二维伊辛模型基本吻合,很小的熵变则表明大的零点量子自旋涨落的存在.其磁化率变化服从居里-外斯定律,并计算出 Cu^(2+)的有效磁矩为～0.6μ_B.低温下电阻按 InR∝(T_c/T)^(1/3)规律变化,表现为二维空穴导电机制.     

YBa2Cu3O7—δ体系CuO2平面外的元素替代效应

制备了123单相的 Y_(1-x)Pr_xBa_2Cu_3O_(7-ε),YBa_(2-x)M_xCu_3O_(7-ε)(M=Sr,Ca)和 YBa_2Cu_(3-x)Co_xO_(7-δ)的系列样品,并测量了 T_c 及载流子浓度 nH.综和其他实验结果如 XAFS、中子衍射、XPS 和 Raman 谱等,总结得到:CuO_2平面外的元素替代使得晶格中 O(4)原子偏离其在 YBa_2Cu_3O_7中的最佳位置,导致部分空穴局域于 Ba 位或 CuO 链,因而降低体系中可动空穴的浓度.在这种情况下体系 T_c 的压制主要源自可动空穴浓度 PH 的减少.对加压情况下的退局域化作用作了讨论.     

零砷压下Ga液滴在AlGaAs表面扩散行为的研究

本文研究了Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面的扩散行为.在衬底温度为380℃时,在Al_(0.4)Ga_(0.6)As薄膜上沉积3 MLGa液滴;在零砷压下,通过改变退火时间(0 s, 150 s, 300 s, 450 s, 600 s)观察液滴形貌变化,利用剖面线、坑洞和液滴的比例变化分析发现液滴高度随时间延长越来越低,直至形成坑洞,Ga液滴内部的原子在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面上首先向外扩散,而后与表面As原子结合成环,约在退火时间到500 s时扩散模式逐步变化为向下溶蚀.利用公式计算出最初Ga覆盖率约为2.6 ML,并且在380℃下Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面的液滴消耗速率为0.0065 ML/s.     

铕激活的几种(卤佥)及(卤佥)土金属的钇酸盐及钇酸盐的荧光及阴极射线发光

测量了在紫外光激发下及在电子激发下,Eu~(3+)在酸金属的钇酸盐及钇酸盐ABO_2中的高效率荧光,其中A为Li或Na;B为或Gd测定了在每一基质中Eu~(3+)的最佳含量,列举了含量与荧光强度的关系曲线,以及一些荧光谱。一些酸土金属化合物也作为基质进行过研究。     

Ba_(0.1)Y_(0.9)CuO_3的高温超导电性

用电阻法测量Ba_(0.1)Y_(0.9)CuO_3的电阻温度关系,在130K附近,其R(T)明显偏离线性。超导转变中点温度达90K,整个转变过程中电阻下降大于四个数量级。     

Ba-Y-Cu-O系统的高温超导电性和金属-半导体相变

对不同组分及烧结条件下的Ba_xY_(1-x)CuO_(3-y)多相和Ba_2YCu_3O_(9-δ)单相超导氧化物分别作了电阻、交流磁化率和比热随温度的变化,以及X射线衍射、X射线光电子谱的测量。结果支持样品中存在大块超导电性的观点,其中对超导起主要作用的是Ba_2YCu_3O(9-δ)相。并且对于较高Tc的样品具有较大的Fermi面态密度。但含Ba量仅为0.5％(x= 0.005)的样品仍可导致非界面的高温超导电性。因此不能排除Ba以杂质原子身份影响电子结构,从而导致超导电性的可能性。另外,在x=0处观察到可能由电子推动的金属-半导体相变。     

Na-呋喃荷移络合物弱相互作用的密度泛函理论研究

在B3LYP／6－311＋G*水平上,对Na-呋喃体系可能存在的弱相互作用复合物进行了全自由度能量梯度优化,发现了Na-呋喃体系存在两个能量极小结构A、B,其中,结构A是Na原子的3s^1电子直接和呋喃杂环体系中的所有重原子的共轭大π 体系 相互偶合,形成一个具有Cs对称性的金属有机复合物;而结构B为Na 原子的3s^1电子主要通过杂原子O和杂环上原有的五中心六电子大π体系形成一个新的平面六中心七电子大π体系,具有C2V对称 性。结果B较结构 A 稳定3.40kJ/mol。结构A中的Na-O键长为0.38nm,<COC为106.9°,由于金属Na对呋喃杂环的作用使整个分子平面变形,C1、C2、C3、C4在同一个平面内,而05则稍微翘离平面且05原子距离由C1、C2、C3、C4 组成的平面的垂直距离约为0.035nm.结构B中Na-O键长为0.26nm,＜COC为106.8°。金属Na原子和杂环中所有的原子在同一个平面内。并在MP2和B3LYP水平下,用3－311＋G＊基组精确计算了最稳定结构B的结合能为△E＝4.5-5.1kJ/mol.     

Bi_xBa_(1-x)TiO_3电子及能带结构的第一性原理研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法,研究了ABO_3钙钛矿复合氧化物BaTiO_3中A位离子被Bi原子取代后对其构型、电子及能带结构的影响.计算结果表明,Bi取代Ba之后会降低BaTiO_3的对称性,空间点群随着取代量的变化而变化,结合能逐渐降低.通过能带结构的计算发现Bi_xBa_(1-x)TiO_3为直接带隙型半导体.Bi的取代可调节Bi_xBa_(1-x)TiO_3的禁带宽度,从x=0.125到x=0.625时,Bi的取代量越大,其带隙越宽,吸收光谱蓝移.x0.625时,禁带宽度又逐渐减小,吸收光谱红移.由态密度图可看出,其价带顶主要是O-2p与Bi-6s态杂化而成,导带底主要由Ti-3d态构成.     

高温超导体La_(2-x)Ba_xCuO_4的结构不稳定性

本文从二维电声子相互作用紧束缚模型哈密顿量出发,研究高T_c超导体La_(2-x)Ba_xCuO_4的结构不稳定性。结果给出,La_2CuO_4结构表现出半导体的行为,在费米面上约有0.6eV的能隙,氧原子位移约为0.07A,铜格点之间存在△Ω=0.26e的电荷转移,进一步研究了二价元素Ba或Sr掺杂抑制Peierls相变的过程。     

ThTiO_4~(-/0),Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的电子结构和化学成键的密度泛函理论研究

本文采用B3LYP密度泛函理论方法,探究双核、三核掺杂钍氧簇体系ThTiO_4~(-/0)、Th_2TiO_6~(-/0)和ThTi_2O_6~(-/0)的几何构型、电子结构和化学成键等规律,并与等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)进行对比,研究掺杂效应对于掺杂体系的结构和成键等性质的影响.结果表明:掺杂钍氧簇与其等价电子体(TiO_2)-/0n(n=2,3)具有类似的键连方式.ThTiO_4~-中单电子占据的位置与Ti2O-4中单电子的所处位置类似,都是被两个金属原子共用,而Th_2 TiO_6~-,Th Ti_2O_6~-以及Ti_3O_6~-中的单电子均处于那个不含端氧的金属原子上.     

二氧化硫在改性BC_3表面的吸附特性研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法观察修饰不同原子(Mo,Pt,Si)来调控BC_3体系的表面结构和反应活性.研究发现:单个原子吸附在BC_3表面具有不同的稳定位,Pt和Si原子吸附在H1位稳定,而Mo原子吸附在H2位稳定.单个原子在完整结构BC_3表面的扩散势垒较小,而掺杂的原子在单空位缺陷BC_3体系中具有极高的稳定性( 6.5 eV),这些掺杂原子显正电性能够有效地调制BC_3体系的电子结构、磁性以及影响二氧化硫(SO_2)的吸附强弱.与Pt原子掺杂的BC_3体系(Pt-BC_3)相比,单个SO_2分子在Si-和Mo-BC_3体系上的吸附能较大,表现出较高的灵敏特性.该研究为设计类石墨烯基功能纳米材料提供参考.     

多种有序钙钛矿结构的高压制备与特殊物性

具有ABO_3钙钛矿或类似结构的强关联电子体系是凝聚态物理研究的重要前沿领域,而高压是制备新型钙钛矿特别是A位与/或B位有序钙钛矿材料的有效手段.在这些有序钙钛矿中,因A,B位可同时容纳过渡金属离子,因而可导致A-A,B-B,A-B等多种磁电相互作用的出现,进而诱导系列新颖有趣的物理现象.本文介绍高压下制备的几种化学式为AA'_3B_4O_(12)的新型A位有序钙钛矿以及化学式为AA'_3B_2B'_2O_(12)的A,B位同时有序的钙钛矿体系.在LaMn_3Cr_4O_(12)中发现了具有立方钙钛矿结构的磁电多铁性,为多铁新材料探索与新机理研究提供范例;在CaCu_3Fe_2Os_2O_(12)中发现了远高于室温的亚铁磁半导体行为,并指出A位磁性离子的引入可大大增加磁相互作用强度从而大幅度提高磁有序温度;在LaMn_3Ni_2Mn_2O_(12)中观察到A位磁性离子调控的B位Ni~(2+)/Mn~(4+)子晶格正交自旋有序结构.以上研究结果为探索新型磁电多功能钙钛矿材料提供了重要参考.     

铁小檗碱化合物结构的密度泛函理论研究

本工作采用密度泛函理论（B3LYP） 方法对铁小檗碱化合物的中性分子及离子进行了结构优化和频率计算。结果表明:无论是中性分子还是离子,铁小檗碱物化合物基态结构都是小檗碱基态结构中的与N原子相邻的C10原子上键合一个Fe原子形成的。其阳离子结构具有C1对称性和3A电子态;中性分子的基态结构具有C1对称性和2A电子态;阴离子的基态结构具有C1对称性和5A电子态。当铁小檗碱物化合物的阳离子得到一个电子后,C(10)-Fe(26)及Fe(26)-H(44)的键长都有所变短;当中性分子得到一个电子变成阴离子后,C(10)-Fe(26)及Fe(26)-H(44)的键长都有所增加。     

Si在TiAl3中取代行为的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Si原子在TiAl3中的格点取代行为.通过对不同原子被置换后的c/a值、形成能以及电子态密度的计算和比较,发现Si原子倾向于取代TiAl3中的Al原子,其取代行为主要由系统的电子结构决定,计算结果与实验相符.为了进一步研究Si原子的取代行为,对Si原子占据的格点以松散或紧凑分布下体系的总能、形成能以及电子态密度进行了计算,结果表明Si原子倾向于取代TiAl3中松散分布的Al(2)原子.对c/a值的计算表明,随Al(2)格点Si原子浓度的增加,c/a值逐渐增大;而当Si取代Al(1)格点时,c/a值随Si原子浓度的增加而减小.研究表明,Si在TiAl3中的极限固溶度介于12.5at%-18.75at%之间.     

Anderson局域化不是铜氧化合物高温超导电性变化的原因

通过对高温超导体中的元素替代效应进行分析,指出无论是在 CuO_2平面的元素替代还是不在 CuO_2平面的元素替代都不能用无序引起的载流子局域化来解释超导电性的变化和正常态性质变化.认为对超导电性根本负责的是 CuO_2平面中一定浓度的 O_(2p)空穴与 Cu3d轨道未配对的 dx~2-y~2电子的某种结合状态.