LiFeAs超导体中磁性与声子软化

运用第一性原理密度泛函理论研究了铁基超导体LiFeAs的电子结构和声子谱.计算得到的LiFeAs基态具有涨落的条型反铁磁构型.通过比较LiFeAs在非磁态与条形反铁磁态下的声子态密度,发现,LiFeAs中各向异性自旋互作用的竞争产生了不稳定的自旋密度波和部分晶格位置弛豫,导致Fe和As原子振动模式的软化,从而提高电声子耦合强度.因此,自旋-声子互作用对非常规超导电性有重要贡献. 关键词： 铁基超导体 反铁磁序 超导电性 电声子耦合     

过渡金属原子掺杂的锯齿型磷烯纳米带的磁电子学特性

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了掺杂铁、钴和镍原子的锯齿型磷烯纳米带(ZPNR)的磁电子学特性.研究表明,掺杂和未掺杂ZPNR的结构都是稳定的.当处于非磁态时,未掺杂和掺杂钴原子的ZPNR为半导体,而掺杂铁或者镍原子的ZPNR为金属.自旋极化计算表明,未掺杂和掺杂钴原子的ZPNR无磁性,而掺杂铁或者镍原子的ZPNR有磁性,但只能表现出铁磁性.处于铁磁态时,掺杂铁原子的ZPNR为磁性半导体,而掺杂镍原子的ZPNR为磁性半金属.掺杂铁或者镍原子的ZPNR的磁性主要由杂质原子贡献,产生磁性的原因则是在ZPNR中存在未配对电子.掺杂位置对ZPNR的磁电子学特性有一定的影响.该研究对于发展基于磷烯纳米带的纳米电子器件具有重要意义.     

镍晶格中的晶格格林函数

在含缺陷体系的模拟中，格林函数作为一种重要的多尺度耦合方法，可以将缺陷产生的局域应变场和长程应力场耦合起来.在镍基高温合金蠕变的初期阶段，位错主要分布在基体相中，通过格林函数的多尺度桥接模式，可得到基体相中位错芯的平衡构型，为位错-杂质复合体间相互作用提供计算基础.基于晶格动力学理论和声子谱计算中的力常数矩阵，通过第一布里渊区特殊k点取样以及傅里叶变换，计算完整镍晶格中晶格格林函数，可用于镍基材料的多尺度模拟计算.     

铁基氟化物超导体SrFe_(1-x)Co_xAsF(x=0,0.125)声子特性的第一性原理计算研究

采用基于第一性原理的平面波赝势方法,计算了铁基氟化物及其钴掺杂超导体SrFe1-xCoxAsF(x=0,0.125)在四方非磁态与正交条纹反铁磁态下的声子谱(声子色散曲线、声子态密度)及电-声子耦合常数.计算发现:条纹反铁磁相互作用下的自旋-声子耦合效应强于电-声子耦合作用使声子谱的宽度减小;自旋效应使声子的有效质量增加导致条纹反铁磁态下Fe原子与As原子的耦合振动频率减小.另外,掺杂和自旋效应是提高电-声子耦合常数的两个有效方法,但计算所得超导转变温度远小于实验测量值,表明铁基超导电性非简单的电-声子耦合配对机理.     

铁硒基超导材料实用化研究进展

由于铁基超导体含有铁磁性元素以及具有极高的上临界场等特性, 引发了科学家对其理论和实用化研究的热潮. 铁基超导体主要分为四个体系: “1111”体系、 “122”体系、 “111 ”体系和“11 ”体系. 其中, “11 ”体系中的 FeSe基超导材料由于结构简单、 单晶制备容易以及不含有毒元素等优势, 使其成为了研究铁基超导材料的热门体系, 同时也成为了新型实用化超导材料的研究热点. 本文在简要介绍铁基超导材料和 FeSe 基超导材料的基础上, 重点介绍了实用化 FeSe 基超导材料多晶块体、 线带材以及薄膜在制备工艺以及性能等方面的研究进展, 最后对其相关领域今后的发展做出展望     

铁砷新超导材料的合成研究

文章简单介绍了作者在铁砷基材料的合成方面所取得的一系列工作进展.首先介绍了在空穴型掺杂的1111系统中发现超导电性的工作以及后续的发展.然后介绍厂在氟基铁砷材料AeFeAsF(Ae=Sr,Ca,Ba和Eu)方面所取得的进展以及最新的超导转变温度的记录.最后介绍一种铁砷面间距较大的新型结构材料(Sr3Sc2O5)Fe2As2的合成以及一种新型超导体(Sr4V2O6)Fe2As2(Tc=37.2 K)的发现.     

功能分子结构的组装和单分子物性：基于密度泛函理论的第一性原理计算与扫描隧道显微学（Ⅰ）

在单个分子的层次上研究低维分子纳米结构的生长,理解组装机制并实现结构与特性的有效控制,是低维体系物理及其器件研究的重要内容.本文在基于密度泛函的第一性原理计算的基础上,对功能分子在金属表而上的自组装特性等进行了综述.对理论方法作了简要介绍后,综述了第一性原理计算方法在研究金属基底上分子自组装结构、界面特性、结构控制、单分了成像机制、单分子量子调控以及单分子输运性能等方面的应用.最后对基于密度泛函的第一性原理计算在解释功能分子组装与界面物理化学特性方面的发展前景进行了展望.     

铁基和镍基氧磷族化合物超导体研究

本文介绍了铁基超导体发展的重要进展,对铁基超导体的结构进行了分类与总结,通过最新的实验数据对铁基超导体中结构相变和自旋密度波与超导电性之间的关系进行了系统的分析与总结,并结合我们的实验结果与镍基超导体进行了对比,最后对铁基超导体的发展做一些展望.     

关于自旋电子的一些为什么——浅谈与超导电性对抗的磁性元素Fe,Co,Ni为什么形成化合物就超导了?

在近20年来的凝聚态物理研究中,人们在铜基氧化物中发现了高温超导电性,在锰基钙钛矿中发现了巨磁电阻效应,以及近年来发现由铁、钴、镍等传统认为与超导对抗的元素组成化合物后可以形成超导.这些不同的体系有着迥然不同的物理行为,却具有一个共同的特征:这些铜、锰、铁、钴、镍基化合物都是3d电子材料.那么,同为3d电子,为什么在不同的环境中表现出完全不同甚至对抗的行为?文章对这些现象提出了一系列为什么,并对其进行了探讨.     

三元铁基金属氮化物的高压复分解反应合成北大核心CSCD

以二元金属氧化物(氧化铁、氧化钴、氧化镍)和六方氮化硼为反应前驱体,在大腔体压机提供的高温高压条件下(5GPa、1 673K),通过发生复合高压固相复分解(HPSSM)反应合成组分可调控的三元铁基金属氮化物圆球状块体材料ε-Fe_(3-x)M_xN_(1+δ)(M=Co,Ni)。并利用X射线粉末衍射(XPD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等多种材料表征手段对高压合成的三元铁基金属氮化物进行结构表征,同时基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算探究压力对HPSSM反应的影响。研究结果表明,高压密闭环境有利于制备高质量金属氮化物,HPSSM反应合成法是制备铁基金属氮化物块体材料的一种有效方法。     

用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+的发光性质

用高温固相法合成了Eu2+,Mn2+共激活的Ca2SiO3Cl2高亮度白色发光材料,并对其发光性质进行了研究.该荧光粉在近紫外光激发下发出强的白色荧光,Eu2+中心形成峰值为419 nm和498 nm的特征宽带,通过Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为578 nm的发射,三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光.激发光谱均分布在250-415 nm的波长范围,红绿蓝三个发射带的激发谱峰值分别位于385 nm,412 nm,370 nm和396 nm处,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+是一种很有前途的单一基质白光LED荧光粉.     

在MgO衬底上制作Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

在MgO衬底上,利用共蒸发方法制备DyBa2Cu3O7作为缓冲层,再利用磁控溅射和后处理方法,制备了Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜.X射线衍射θ～2θ及φ扫描结果表明Tl-2212薄膜、Dy-123薄膜与衬底MgO呈外延生长关系.制备的Tl-2212薄膜Tc＝105.5K,液氮温度下临界电流密度Jc＝2.5×106A/cm2.     

用于微波滤波器的Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

本文报导用磁控离子溅射和后热处理方法在LaAlO3(001)衬底上制作2英寸双面Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212) 超导薄膜的方法和薄膜的特性.XRD测试表明薄膜具有纯的Tl-2212相和c轴垂直于膜面的织构.衬底两侧薄膜的结晶形貌和超导电性均匀,超导转变温度Tc一般为105 K左右,液氮温度下临界电流密度Jc>2×106A/cm2,10GHz频率下表面电阻最小达到350μΩ,可满足超导微波滤波器实用的需要.     

利用CARS技术研究激发态Rb2和H2的碰撞转移

利用相干反斯托克斯拉曼光谱(coherent anti-stokes Raman spectroscopy,CARS)探测技术,研究了激发态Rb2与H<,2>间的电子-振转能级的碰撞转移.扫描CARS谱确认了H<,2>分子仅在v=1,J=1,2及v=2,J=0,1,2能级上有布居,用n1,n2,n3,n4,n5分别表示...     

外电场对ZrH2(ZrD2,ZrT2)固溶体热力学函数的影响

采用Gaussian03程序及密度泛函(B3P86)方法,对Zr原子利用外部基函数8s7p3d,对H2(D2,T2)利用6-311g**全电子基函数,优化了在外电场作用下ZrH2分子微观结构,研究了锆与氢同位素气体反应的热力学函数及氢同位素平衡压力随温度和外电场的变化关系.研究表明:随着正向电场的增加,分子微观结构及其气体平衡压力发生明显变化.在293.16K,外电场从-0.004 a.u.到0.004 a.u.变化时,氢平衡压力相差六个数量级.说明外电场对金属氢化物的热力学函数具有一定的影响.     

城市污染气体分布的车载被动差分光学吸收光谱遥测技术研究

介绍了一种基于被动差分光学吸收光谱(differential optical absorption spectroseopy,DOAS)技术探测城市上空污染气体分布的光学遥测方法.采川安装在汽车上的被动DOAS系统对所测城区进行连续测量,通过DOAS拟合方法处理采集的太阳散射光谱,获得测量点上的污染气体柱桁度.同时利用此车载DOAS技术对深圳城区进行了连续六人的观测实验,得到了深圳市上空SO<,2>,NO<,2>的空间分布信息.从脱测结果发现,深圳市西边的污染较东边严重,SO<,2>西边浓度均值约址东边的2.0倍,NO<,2>约为3.6倍.并把柱坝光点测量的乍载DOAS结果与此站点的点式仪器测量结果对比,两种仪器的测镀结果具有相关性,SO<,2>的相关系数R<'2>=0.86,NO<,2>的相关系数R<'2>=0.57.实验结果表明车载DOAS的光学遥测方法为城市污染气体分布快速测量提供了一种有效的手段.     

RuH2和RuN2分子热力学稳定性的理论研究

用密度泛函B3LYP方法计算了RuH2和RuN2分子的结构和不同温度下的热力学函数及生成反应的标准焓变△H°、标准熵变△S°和标准自由能变△G°.结果表明,温度低于698.15 K时固态RuH2具有热力学稳定性,温度低于398.15 K时固态RuN2具有热力学稳定性.     

二维X射线衍射及其应用研究进展

介绍了三维、一维和二维X射线衍射的有关概念,给出二维X射线衍射的定义:在X射线衍射实验中使用二维探测器,并对由二维探测器记录的二维象、二维衍射花样的数据进行处理分析和解释的X射线衍射方法称为二维X射线衍射术。之后,分四部分综述二维X射线衍射(2D-XRD)和散射及其应用的进展。1)单晶样品的二维衍射包括经典的劳厄法定向和用二维探测器(带衰减底片组件、CCD和IP等)的劳厄法测定晶体结构的单晶样品现代二维衍射术;2)随后,评述多晶样品二维衍射的衍射几何、实验装置,以及在物相鉴定、应力测定和织构测定方面应用的方法和基本公式;3)二维小角散射(2D-SAXS)也作了简介。4)把一维和二维衍射术作了较全面的比较和综合评论。     

BH2和AlH2分子的结构及其解析势能函数

运用二次组态相关(QCISD)方法, 分别选用6-311++G(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组,对BH2和AlH2分子的结构进行了优化计算,得到BH2分子的稳态结构为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RBH=0.1187nm、键角∠HBH=128.791°、离解能De=3.65eV、基态振动频率ν1(a1)=1020.103cm-1,ν2(a1)=2598.144cm-1,ν3(b2)=2759.304cm-1 .AlH2分子的稳态结构也为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RAlH=0.1592nm、键角∠HAlH=118.095°、离解能De=2.27eV、基态振动频率ν1(a1)=780.81cm-1,ν2(a1)=1880.81cm-1,ν3(b2)=1910.46cm-1 .采用多体项展式理论推导了基态BH2和AlH2分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了BH2和AlH2分子的结构特征及其势阱深度与位置.分析讨论势能面的静态特征时得到BH+H→BH2反应中存在鞍点,活化能为150.204kJ/mol;AlH+H→AlH2反应中也存在鞍点,活化能为54.8064kJ/mol.     

SiX2(X=H,F)分子的结构与势能函数

应用QCISD/6-311++G(3df,3pd)和B3P86/6-311++G(3d2f)对SiH2,SiF2的结构进行了优化,优化出SiH2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.15149 nm、键角∠HSiH=92.5025°,离解能为3.7098 eV.SiF2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.16014 nm、键角∠FSiF=100.7079°、离解能为14.1391eV.并对它们的力常数及谐振频率进行了进一步的计算.在推断出SiX2(X=H,F)的离解极限的基础上,应用多体展式理论方法,导出了基态SiX:(X=H,F)分子的解析势能函数,该势能表面准确地再现了SiX:(X=H,F)分子的结构特征和能量变化.分析讨论势能面的静态特征时得到SiH+H-SiH2反应中存在鞍点,活化能为192.971 kJ/mol,为有阈能的反应.而SiF+F→SiF2反应中没有鞍点,是无阈能的反应.