La1－xSrxMnO3/TiO2 (x=0.2, 0.15, 0.04)异质pn结的整流特性

采用磁控溅射法制备的La_1-xSr_xMnO₃ (LSMO)/TiO₂异质pn结表现出很好的整流特性.室温电流电压特性曲线显示随着Sr掺杂的增加，扩散电压增大，这可能由于Sr掺杂的增加导致载流子浓度增大所致.电流电压变温特性曲线显示随着测量温度的降低，扩散电压增大，这可能由于随着测量温度的变化导致界面电子结构的变化所致.值得提出的，异质pn结电阻随温度变化曲线表现出单层LSMO的金属绝缘相变特性，并且在低测量温度时表现出随着测量温度的降低结电阻增大，这可能是由于宽带隙的TiO₂的引入导致. 关键词： 异质结 整流特性 庞磁阻     

SnSe_2的忆阻及磁阻效应

忆阻和磁阻效应在当前电子信息存储领域都有着广泛的应用.近年来,硫族化合物SnSe_2作为一种同时具有忆阻与磁阻效应的存储材料,受到广大科研工作者的关注,该材料的电输运机理的深入探索具有十分重要意义.本文采用熔融法结合放电等离子烧结技术成功制备了高纯度的SnSe_2块体材料,测量了不同温度、不同磁场条件下的电流-电压特性曲线,系统地研究了其忆阻与磁阻效应.研究表明:不同温度下的忆阻特征可被归结为缺陷控制下的空间电荷限制电流效应;温度降低导致忆阻现象减弱,这与低温下杂质电离较弱导致可接受注入载流子的缺陷变少从而空间电荷限制电流效应变弱有关.同时发现,样品在低温下呈现较大的负磁阻效应,这是因为在低温下杂质散射占主导作用,电子在传导时会受到杂质的多重散射导致载流子局域化,负磁阻效应与磁场对载流子局域化的抑制作用有关;随着温度升高,散射机制逐渐由杂质散射转变为晶格散射为主,负磁阻效应逐渐转变为正磁阻效应.     

高压下TiO2纳米线晶粒和晶界性质及电输运行为

采用水热合成法制备了锐钛矿相TiO₂纳米线,并通过原位高压阻抗谱测量技术研究了TiO₂纳米线晶粒和晶界性质及电输运行为随压力的变化关系.研究结果表明:在0—34.0 GPa压力区间,锐钛矿TiO₂纳米线的传导机制为电子电导.TiO₂纳米线晶粒和晶界电阻以及弛豫频率在8.2—11.2 GPa压力区间均出现了不连续变化行为,此压力区域对应着由锐钛矿相到斜锆石相的结构转变,并且相变从晶粒表面逐渐延伸到晶粒内部.晶粒激活能和晶界激活能均随压力的增加而减小,说明压力对样品电导率的贡献为正.在所测压力范围内,空间电荷势始终为正值,表明在空间电荷区阴离子缺陷更易形成,氧缺陷是TiO₂纳米线相变的主要诱因.     

电脉冲对多晶La0.7Ca0.3MnO3比热的影响

对电脉冲诱导的不同电阻态下La_0.7Ca_0.3MnO₃样品的比热进行了研究.实验结果表明,电脉冲导致La_0.7Ca_0.3MnO₃样品比热随电阻状态发生可逆变化.比热随电阻状态的减小而减小.低温比热拟合及不同电阻状态下的比热差与温度关系说明,声子对比热的贡献不随电阻状态变化,磁性和载流子对比热的贡献是导致La_0.7Ca_0.3MnO₃样品比热变化的原因.电脉冲诱导O离子沿一维扩展性缺陷的电化学迁移,导致材料中局部区域的O离子浓度发生变化.O离子浓度的变化导致载流子浓度的变化,同时载流子浓度的变化将使得低温下磁性耦合强度发生变化,从而导致比热发生变化. 关键词： 0.7Ca_0.3MnO₃')" href="#">La_0.7Ca_0.3MnO₃ 比热 氧离子迁移     

Sr2RuO4正常态的c方向的磁阻的研究

研究了典型的层状钙钛矿结构超导单晶Sr₂RuO₄在c方向的磁阻(Δρ/ρ₀)(H∥ab,J∥c)的变化.实验发现,磁阻表现出强烈的各向异性,并且随着温度T的降低,磁阻效应越明显;当在平面ab内旋转磁场H的方向时,磁阻成周期性变化;实验表明,磁场沿(110)方向时,出现磁阻的极大值.分别从Sr₂RuO₄的费米面的各向异性、载流子散射率、c方向能带色散的各向异性等方面来解释这些输运性质. 关键词： 2RuO₄')" href="#">Sr₂RuO₄ 磁阻     

2H-Nb0.9Ta0.1Se2中磁通涡旋输运的标度行为

测量了2H-Nb_0.9Ta_0.1Se₂单晶样品在不同电流下电压随磁场变化的曲线V(H),并从V(H)曲线得到V(I)数据.使用标度关系V=α(I-I_c)^β进行了拟合,得到了临界电流随磁场I_c(H)和微分电阻随磁场R_d的变化关系.在微分电阻随磁场变化的曲线中,电流较大时,靠近上临界磁场H_c2附近出现一个强峰,而在低电流下,该峰消失.同 关键词： 磁通涡旋 标度定律 临界电流峰效应     

杂化钙钛矿电池电极层载流子的传输特性

提出了层状结构薄膜太阳能电池器件各层面内和面间载流子传输模型.依据不同电路结构获得薄膜层的面内和面间电阻数据,推演出器件的各层电阻值.实验结果表明：TiO₂层的面间电阻为24～40Ω,钙钛矿(PVK)层的面间电阻为2～6Ω;对于薄膜层数较少,例如Glass-PVK-TiO₂和Glass-PVK-TiO₂掩膜-PVK掩膜的情况,由于接触电阻的弱效应,模型模拟的电阻与实际测量之间的偏差小于11%.     

p型半导体金刚石膜的磁阻效应

在p型硅(100)衬底上,采用衬底负偏压微波等离子体CVD方法进行了p型异质外延金刚石膜的生长.用O₂等离子体刻蚀技术将金刚石膜刻蚀成长条形,利用四探针法在0—5T的磁场范围内测量了样品的磁阻.实验结果表明,p型异质外延金刚石膜可以产生较大的磁阻.在Fuchs-Sondheimer(F-S)薄膜理论的基础上考虑晶格散射、杂质散射和表面散射,通过求解Boltzmann方程,利用并联电阻模型研究了p型异质外延金刚石膜的磁阻效应,给出了磁阻和金刚石膜厚度、迁移率、空穴密度及磁场的关系.讨论了表面散射和价带形变对p型异质外延金刚石膜磁阻的影响,初步解释了p型异质外延金刚石膜产生较大磁阻的原因 关键词： 金刚石膜 异质外延 磁阻效应 电导率     

LaAlO3/SrTiO3异质界面磁场调控的反常金属态

自LaAlO₃/SrTiO₃异质界面发现高迁移率的二维电子气以来,其二维超导电性、界面磁性和自旋轨道耦合等诸多物理性质已经被广泛研究.对于二维超导体,零温下超导-反常金属相变的起源仍然是一个悬而未决的问题.传统理论认为在超导-绝缘量子相变中只存在2种基态,即库珀对的超导基态和绝缘基态.然而在研究超导颗粒膜中超导电性的演化与厚度和温度的关系时发现,存在一个中间金属态破坏了超导体和绝缘体之间的直接过渡.这种中间金属态的标志性特征是,在超导转变温度之下存在饱和的剩余电阻,与之对应的基态称作反常金属态.本文主要对在LaAlO₃/SrTiO₃(001)异质界面磁场诱导的超导-反常金属量子相变进行了系统的研究.在没有外加磁场的情况下,电阻-温度(R-T)曲线和电流-电压(I-V)特性曲线表明样品在超导转变温度之下处于超导态.外加磁场会导致样品在低温下出现饱和电阻、正的巨磁阻和低电流范围内的线性I-V曲线.另外,霍尔电阻在一定的磁场之下会出现零电阻平台,而此时纵向电阻不为零,表现出明显的玻色金属态的特征.研究结果...     

基于电子顺磁共振的锌卟啉敏化TiO2光催化性机理的研究

为了研究锌卟啉/TiO₂复合光催化剂的光催化效率及电子转移问题, 本文采用溶胶凝胶法制备了锌卟啉/TiO₂的混合光催化材料, 并利用紫外可见光谱、电子顺磁共振谱对锌卟啉/TiO₂复合光催化剂进行了表征与分析. 采用溶胶凝胶法制备了锌卟啉-TiO₂的混合光催化材料, 通过比较纯P25型TiO₂和掺入质量比分别为0.2%, 0.5%, 0.9%锌卟啉敏化剂的锌卟啉/TiO₂混合光催化材料的紫外可见光谱图可知, 加入适量锌卟啉敏化剂可提高TiO₂对甲基橙溶液的降解效率, 过多的掺入锌卟啉敏化剂会导致TiO₂表面被敏化剂覆盖, 从而影响了其对光子的吸收, 降低TiO₂的光催化效率, 降低TiO₂的光降解率, 甚至低于纯TiO₂的光降解率. 应用电子顺磁共振技术对锌卟啉敏化TiO₂光催化剂的光催化机理进行了合理的解释, 当使用紫外可见光源对粉末样品进行辐照时, 锌卟啉受光辐照产生的激发态电子促进具有强氧化性的Ti³⁺和超氧根自由基的生成, 从而有效的促进了光生空穴-电子对的分离, 提高了TiO₂的光催化性能.     

悬空氧化铟纳米线晶体管制备与光电性能表征

一维(1D)半导体纳米线在纳米电子学和纳米光子学中表现出色。然而,纳米线晶体管的电特性对纳米线与衬底之间的相互作用非常敏感,而优化器件结构可以改善纳米线晶体管的电学和光电检测性能。本文报道了通过一步式光刻技术制造的悬浮式In₂O₃纳米线晶体管,显示出54.6 cm²V^?1s^?1的高迁移率和241.5 mVdec^?1的低亚阈值摆幅。作为紫外光电探测器,光电晶体管显示出极低的暗电流(~10?13 A)和高响应度1.6×10⁵ A?W^?1。悬浮晶体管的沟道材料的这种简单而有效的制备方法可广泛用于制造高性能微纳米器件。     

Fabrication of CoFe_2O_4 ferrite nanowire arrays in porous silicon template and their local magnetic properties

CoFe_2O_4 ferrite nanowire arrays are fabricated in porous silicon templates. The porous silicon templates are prepared via metal-assisted chemical etching with gold(Au) nanoparticles as the catalyst. Subsequently, CoFe_2O_4 ferrite nanowires are successfully synthesized into porous silicon templates by the sol–gel method. The magnetic hysteresis loop of nanowire array shows an isotropic feature of magnetic properties. The coercivity and squareness ratio(M_r/M_s) of ensemble nanowires are found to be 630 Oe(1 Oe = 79.5775 A·m~(-1) and 0.4 respectively. However, the first-order reversal curve(FORC) is adopted to reveal the probability density function of local magnetostatic properties(i.e., interwire interaction field and coercivity). The FORC diagram shows an obvious distribution feature for interaction field and coercivity. The local coercivity with a value of about 1000 Oe is found to have the highest probability.     

基于Au/TiO_2/FTO结构忆阻器的开关特性与机理研究

采用简单的一步水热法在FTO导电玻璃上外延生长了锐钛矿TiO_2纳米线,制备了具有Au/TiO_2/FTO器件结构的锐钛矿TiO_2纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变开关特性和开关机理.结果表明,Au/TiO_2/FTO忆阻器具有非易失的双极性阻变开关特性.同时,在103s的时间内,器件在0.1 V的电阻开关比始终保持在20以上,表明器件具有良好的非易失性.此外,器件在低阻态时遵循欧姆导电特性,而在高阻态时则满足陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,同时提出了基于氧空位导电细丝形成与断开机制的阻变开关模型.研究结果表明Au/TiO_2/FTO忆阻器将是一种很有发展潜力的下一代非易失性存储器.     

Magnli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法研究了Magneli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能.计算出的能带结构显示Ti₈O₁₅相比锐钛型TiO₂禁带宽度大幅度降低.态密度分析表明,其原因在于Ti₈O₁₅的O原子的2p轨道以及Ti原子的3p,3d轨道相对于TiO₂的相应轨道向左产生了偏移,同时由于O原子的缺失使得Ti原子的3d,3p轨道多余电子在Fermi能级附近聚集形成新的电子能级.态密度分析结果还显示,相对于TiO₂,Ti₈O₁₅Fermi能级附近电子格局发生了如下变化:O原子的2p轨道电子贡献减少,Ti原子的3d轨道的电子对Fermi能级贡献增大.光吸收计算图谱表明,TiO₂仅在紫外光区有较高的光吸收能力,而Ti₈O₁₅由于禁带宽度变窄引起光吸收范围红移到可见光区,从而在紫外光区和可见光区都有较高的光吸收能力,计算结果与实验得到的紫外-可见漫反射吸收光谱结果一致.     

High pressure structural phase transitions of TiO_2 nanomaterials

Recently, the high pressure study on the TiO_2 nanomaterials has attracted considerable attention due to the typical crystal structure and the fascinating properties of TiO_2 with nanoscale sizes. In this paper, we briefly review the recent progress in the high pressure phase transitions of TiO_2 nanomaterials. We discuss the size effects and morphology effects on the high pressure phase transitions of TiO_2 nanomaterials with different particle sizes, morphologies, and microstructures. Several typical pressure-induced structural phase transitions in TiO_2 nanomaterials are presented, including size-dependent phase transition selectivity in nanoparticles, morphology-tuned phase transition in nanowires, nanosheets,and nanoporous materials, and pressure-induced amorphization(PIA) and polyamorphism in ultrafine nanoparticles and TiO_2-B nanoribbons. Various TiO_2 nanostructural materials with high pressure structures are prepared successfully by high pressure treatment of the corresponding crystal nanomaterials, such as amorphous TiO_2 nanoribbons, α-PbO_2-type TiO_2 nanowires, nanosheets, and nanoporous materials. These studies suggest that the high pressure phase transitions of TiO_2 nanomaterials depend on the nanosize, morphology, interface energy, and microstructure. The diversity of high pressure behaviors of TiO_2 nanomaterials provides a new insight into the properties of nanomaterials, and paves a way for preparing new nanomaterials with novel high pressure structures and properties for various applications.     

合成温度和N2/O2流量比对碳纤维衬底上生长的SnO2纳米线形貌及场发射性能影响

采用化学气相沉积法系统研究了合成温度和N₂/O₂流量对生长在碳纤维衬底上的SnO₂纳米线形貌及场发射性能的影响规律. 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM), X射线衍射(XRD)及能谱仪(EDS)对产物细致表征, 结果表明, SnO₂纳米线长径比随反应温度的升高而增大; 随N₂/O₂流量比值的增大先增大后变小, 场发射测试表明, 合成温度780 ℃, N₂/O₂流量比为300 : 3 时SnO₂纳米线阵列具有最佳的场发射性能, 开启电场为1.03 V/μm, 场强增加到1.68 V/μm时, 发射电流密度达0.66 mA/cm², 亮度约2300 cd/m².     

Magnetoresistance hysteresis in topological Kondo insulator SmB_6 nanowire

SmB_6, a topological Kondo insulator, with a gapped bulk state and metallic surface state has aroused great research interest. Here, we report an exotic hysteresis behavior of magnetoresistance in individual SmB_6 nanowire in a temperature range in which both surface and bulk states contribute to the total conductance. Under a magnetic field parallel to the SmB_6 nanowire, the resistance suddenly increases at the turning point from up-sweep to down-sweep of the magnetic field. The magnetoresistance hysteresis loops are well consistent with the magnetocaloric effect. Our results suggest that the SmB_6 nanowires possess potential applications in the magnetic cooling technology.     

十字结构银纳米线的表面等离极化激元分束特性

金属纳米线波导可以将光局域在亚波长尺度内传播, 在纳米光子集成回路方面有着重要的作用. 本文应用有限元方法, 研究了十字结构银纳米线的表面等离极化激元分束特性. 结果表明, 不同模式的表面等离极化激元在十字结构三个分支的输出依赖于端面的几何结构参数. 此外, 研究还发现由于不同模式表面等离极化激元叠加, 在十字结构的分支上出现了周期性电场分布.     

The effect of shifting of the absorption edge in the silicon nanowire

The dark and photo current–voltage characteristics (CVC), the absorption spectrum and the photosensitivity of the field effect transistor based on the silicon nanowires have been investigated. The spectral dependences of the photocurrent have been obtained. It is shown that the absorption capacity of the silicon nanowire is shifted to the shorter wavelengths. In contrast to the bulk silicon, the photocurrent and the photosensitivity rise at room temperature and have the record high values in the ultraviolet region. It is proposed to use the field-effect transistors based on the silicon nanowires operating at the room temperature as the highly-sensitive detectors for the ultraviolet spectral region.     

氧化钨纳米线气敏传感器的制备及其室温NO_2敏感特性

纳米结构的氧化钨有高比表面积和气体吸附能力,在气体传感器领域得到了广泛研究.本文采用磁控溅射金属钨薄膜和两步热氧化工艺在二氧化硅衬底上生长出氧化钨纳米线.通过改变第二步氧化温度,研究退火温度对氧化钨纳米线气敏特性的影响.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪和透射射电子显微镜表征材料的微观特性和晶体结构,利用静态配气法测试气敏性能.研究结果表明,经过退火处理后氧化钨纳米线密度略微降低,300℃比400℃退火后的氧化钨结晶性差,对应的表面态含量多,有利于室温气体敏感性.测试NO_2的气敏性能,经过对比得出300℃退火温度下制备的氧化钨纳米线在室温下表现出较很好的气敏响应,对6 ppm(1 ppm=10~(-6))NO_2达到2.5,对检测极限0.5 ppm NO_2响应达1.37.氧化钨纳米线在室温下表现出反常的P型响应,是因为氧化钨纳米线表面被氧气吸附形成反型层,空穴取代电子成为主要载流子所致.