Mn掺杂对Nd-Fe-B纳米复合永磁合金结构的影响

利用XRD和XAFS技术研究了淬火速度为20m/s的退火和未退火Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x(x=0.5,1.0)样品的长程序结构和局域结构.结果表明:初始制备样品,微量Mn原子的掺杂有利于纳米复合Nd-Fe-B磁性材料中Nd₂Fe₁₄B硬磁相和α-Fe软磁相的结晶度增加,而随着Mn掺杂量的增加,Fe原子周围配位有序度升高;退火后,掺杂微量的Mn元素并没有进一步提高Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x样品的结晶度,也没有生成新的物相.本文提出,在快淬制备过程中,微量的Mn原子进入纳米复合Nd-Fe-B磁性材料的磁体主相形成亚稳相;退火处理后,Mn原子退出初始的磁体主相而进入颗粒的晶界.     

VxOyq团簇按照△=2y+q-5x值进行分类

按照团簇的氧化指数,对钒氧化物团簇V_xO_y^q (x≤8, q=0,±1)进行了分类(钒氧化物的氧化指数△=2y+q-5x). 密度泛函理论计算结果表明,氧化指数相同的团簇倾向于具有相似的成键方式、电子结构和反应活性. 根据这一规律,提出了V₂O₆和V₃O₆⁺新的可能的基态构型. 在钒氧化物体系上的成功应用,表明这种分类方法可以有效地     

Density Functional Theory Study on Electronic and Magnetic Properties of Mn-doped (MgO)n (n=2～10) Clusters

利用密度泛函理论方法优化了纯的和M_n原子掺杂的(MgO)_n (n=2～10)团簇的几何结构. 在Mn原子掺杂的氧化镁结构中, 获得了一系列的同分异构体和与之相对应的总能量.MnMg_n-1O_n(n=2～10)的几何构型显示Mn原子优先取代低配位的Mg原子. 结构稳定性分析表明,除了(MgO)₁₀团簇外,其它纯的和掺杂结构的平均结合能均随着团簇的增大而增强. MnMg_n-1O_n团簇的二阶能量差结果表明MnMg₅O₆和MnMg₈O₉比相邻的团簇表现出更高的相对稳定性. 除了MnMgO₂团簇的磁矩为3.00 μB外,其它掺杂结构的磁矩均为5 μB左右. 它们的磁性主要受电荷转移大小、原子在结构中的位置以及结构尺寸所影响.     

针状纳米MnxNi0.5-xZn0.5Fe2O4的共沉淀法制备及表征

通过在碱液中共沉淀Mn²⁺、Ni²⁺和Fe²⁺后制备了棒状的前躯体,前躯体于不同温度煅烧后制得了Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄棒状体. 利用X射线衍射仪和透射电镜对棒状体的物相、形貌及粒径进行了表征,并利用振动样品磁强计对磁性能进行研究. 结果表明长径比大于15的棒状,随着x值的增加,Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄样品的直径增加,长度下降,长径比变小,当x=0.5时其直径在50 nm左右而长径比减小到7～8. 随着x值的增加,样品的矫顽力先增加后减少,x值达到0.4时样品的矫顽力再次增加,当煅烧温度为600 oC,x=0.5时样品的矫顽力最大为134.3 Oe. 饱和磁化强度随着x值的增加先增加后减少,当煅烧温度为800 oC和x=0.2时达到最大为68.5 Oe.     

Mn4+掺杂对BiFeO3陶瓷微观结构和电学性能的影响研究

利用传统的固相反应法制备了BiFe_1-xMn_xO₃ (x= 0-0.20)陶瓷样品, 研究了不同Mn⁴⁺掺杂量对BiFeO₃陶瓷密度、物相结构、显微形貌、 介电性能和铁电性能的影响.实验结果表明:所制备的BiFe_1-xMn_xO₃ 陶瓷样品的钙钛矿主相均已形成,具有良好的晶体结构, 且在掺杂量x=0.05附近开始出现结构相变.随着Mn⁴⁺添加量的增加, 体系的相结构有从菱方钙钛矿向斜方转变的趋势,且样品电容率大幅度增大, 而介电损耗也略有增加;在测试频率为10⁴ Hz条件下, BiFe_0.85Mn_0.15O₃ (ε_r=1065)的 ε_r是纯BiFeO₃ (ε_r=50.6)的22倍; 掺杂后样品的铁电极化性能均有不同程度的提高,可能是由于Mn⁴⁺稳定性优于 Fe³⁺,高价位Mn⁴⁺进行B位替代改性BiFeO₃陶瓷, 能减少Bi³⁺挥发,抑制Fe³⁺价态波动,从而降低氧空位浓度,减小样品的电导和漏电流.     

NaBn(n=1—9)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了 NaB_n(n=1—9)团簇的几何结构及电子性质. 同时, 讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明:NaB_n(n=1—9) 团簇基态绝大多数为平面构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明NaB₃与NaB₅是幻数团簇. 另外, 对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明基态NaB_n团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑, 但尚未形成特定的堆积方式.     

VOxH2O (x= 1——-5)团簇的结构及稳定性研究

用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/DZP水平上对H₂O分子与VO_x形成的团簇VO_xH₂O (x= 1---5)进行结构优化、能量和频率的计算,研究了团簇的稳定结构、稳定性和频率特性.结果表明VO_xH₂O (x= 1---5) 团簇的基态构型的电子态均为²A, 对称性均属C₁对称点群,其中x= 1, 4, 5时基态构型中水分子已被解离.水分子倾向于吸附在团簇VO_x上, 形成VO_xH₂O (x= 1---5)团簇. VO_xH₂O (x= 1---5)团簇中, VO_xH₂O (x= 1,4,5) 的化学活性小于VO_xH₂O (x= 2, 3)的化学活性.此外, H₂O体系与VO_x之间的结合强弱顺序为 VO₄H₂O > VO₅H₂O > VOH₂O > VO₃H₂O > VO₂H₂O. VOH₂O中离解出H原子的能量为2.88 eV和从VO₅H₂O中离解出OH基团的能量为2.38 eV, 均在可见光能量范围内,这两个化学过程有可能在可见光催化条件下进行.可以通过团簇的红外和拉曼谱特征, 初步判断水分子在VO_xH₂O团簇中是否离解.     

Mn掺杂LiFePO4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, 计算了不同Mn掺杂浓度LiFe_1-xMn_xPO₄ (x=0,0.25,0.50,0.75) 的电子结构. 同时采用流变相辅助高温固相碳热还原法制备了LiFe_1-xMn_xPO₄ (x= 0,0.25,0.50,0.75) 材料. 理论计算表明: LiFePO₄具有E_g = 0.725 eV的带隙宽度, 为半导体材料. 通过Fe位掺杂25%的Mn离子可最大程度地 减小材料带隙宽度、降低Fe---O键及Li---O键键能, 进而提高材料的电子电导率及锂离子扩散速率. 实验结果亦表明, 当Mn掺杂量x=0.25时, 材料具有最优的电化学性能, 其具有约为158 mAh· g^-1的放电比容量以及551 Wh· kg^-1的能量密度. 理论计算与实验结果非常符合.     

B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.     

第一性原理计算ZrnFe(n=2—13)团簇的基态结构及其磁性

从第一性原理出发，利用密度泛函理论中的广义梯度近似对Zr_nFe(n=2—13)团簇进行了结构优化、能量和频率计算.在充分考虑自旋多重度的前提下，对每一具体尺寸的团簇，得到了多个平衡构型，并根据能量高低确定了团簇的基态结构.综合团簇的结合能、二阶能量差分以及团簇的最高占据轨道和最低未占据轨道间的能隙可知Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，Zr₁₂Fe团簇的结构是具有I_h对称性的正二十面体，而且Zr₁₂Fe的稳定性在所有团簇中是最高的.另外，不仅Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，而且它们均为磁性团簇(而Zr_n团簇的磁矩在n≥5时已经发生了淬灭)，由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定的磁性团簇.从Mulliken布居分析结果可知，除了在Zr₁₂Fe团簇中Fe原子失去少量电荷外，其他团簇中Fe原子均从Zr原子那里得到了一定量电荷，即Fe原子在Zr_nFe(n=2—13，n≠12)团簇中是电子受体.     

AlxOy(x=1—2,y=1—3)分子几何结构与稳定性的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B31yp方法在6-311++g^水平上对Al_xO_y(x=1—2,y=2—3)分子的几何构型、电子结构、振动频率等性质进行了理论研究. 通过对基态结构的几何参数分析发现，它们的基态结构趋于直线或平面结构. 对基态结构的绝热电离能讨论表明，金属铝原子数一定时，氧原子数从1增加到3，其气态分子越来越稳定，铝原子数少的分子体系更稳定. 系统给出了该系列分子基态的几何参数、电子结构、光谱性质. Al₂O₃的C_2V三重态是该分子的能量最低结构. 关键词： xO_y分子')" href="#">Al_xO_y分子 密度泛函理论 结构与稳定性     

Room-temperature ferromagnetism in Sn1−xMnxO2 nanocrystalline thin films prepared by ultrasonic spray pyrolysis

Sn_1−xMn_xO₂ (x=0.01-0.05) thin films were synthesized on quartz substrate using an inexpensive ultrasonic spray pyrolysis technique. The influence of doping concentration and substrate temperature on structural and magnetic properties of Sn_1−xMn_xO₂ thin films was systematically investigated. X-ray diffraction (XRD) studies of these films reflect that the Mn³⁺ ions have substituted Sn⁴⁺ ions without changing the tetragonal rutile structure of pure SnO₂. A linear increase in c-axis lattice constant has been observed with corresponding increase in Mn concentration. No impurity phase was detected in XRD patterns even after doping 5 at% of Mn. A systematic change in magnetic behavior from ferromagnetic to paramagnetic was observed with increase in substrate temperature from 500 to 700 °C for Sn_1−xMn_xO₂ (x=0.01) films. Magnetic studies reveal room-temperature ferromagnetism (RTFM) with 3.61×10⁻⁴ emu saturation magnetization and 92 Oe coercivity in case of Sn_1−xMn_xO₂ (x=0.01) films deposited at 500 °C. However, paramagnetic behavior was observed for the films deposited at a higher substrate temperature of 700 °C. The presence of room-temperature ferromagnetism in these films was observed to have an intrinsic origin and could be obtained by controlling the substrate temperature and Mn doping concentration.     

Ce4+离子在Ca2SnO4一维结构基质中的电荷迁移光谱研究

利用高温固相反应法制备了Ca₂Sn_1-xCe_xO₄和Ca_2-ySr_ySn_1-xCe_xO₄一维结构发光体. XPS结果显示 Ca₂SnO₄拥有两种结合能分别为5277 eV和5293 关键词： 2Sn_1-xCe_xO₄')" href="#">Ca₂Sn_1-xCe_xO₄ 2-ySr_ySn_1-xCe_xO₄')" href="#">Ca_2-ySr_ySn_1-xCe_xO₄ 一维结构 电荷迁移光谱     

MnxSi1-x磁性薄膜的结构研究

利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的Mn_xSi_1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明,只有在高Mn含量(8％和17％)样品中存在着Mn₄Si₇化合物物相.而XANES结果则显示,对于Mn浓度在0.7%到17%之间的Mn_xSi_1-x样品,其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明,只有根据Mn₄Si₇模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出Mn_xSi_1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在Mn_xSi_1-x样品中,Mn原子主要是以镶嵌式的Mn₄Si₇化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中,几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子. 关键词： xSi_1-x磁性薄膜')" href="#">Mn_xSi_1-x磁性薄膜 分子束外延 XRD XANES     

稀释磁性半导体Sn1-xMnxO2的室温铁磁性

采用固相反应法，制备了不同成分的稀释磁性半导体Sn_1-xMn_xO ₂(x=002，004，006)．利用x射线衍射和傅里叶变换红外光谱法证明 了锰均匀地掺杂到二氧化锡中．在室温下研究了掺锰二氧化锡基稀释半导体的磁性，发现它具有明显的铁磁性 ，同时对磁性的强弱与锰的含量和烧结温度的关系作了研究． 关键词： 稀释磁性半导体 掺杂 烧结 铁磁性 1-xMn_x O₂')" href="#">Sn_1-xMn_x O₂     

Y(Mn1-xCox)12磁结构的中子衍射分析

在研究Y(Mn_1-xCo_x)₁₂晶体结构的基础上,为了分析这种化合物的磁结构,我们挑选了不同成分的试样,在液氮温度下作了中子衍射测量。实验上测到的磁有序超结构峰可以用YMn₁₂单胞指标化为h十k+l=2n+1。使用各种可能的磁结构模型对数据进行了分析,根据计算强度与观测强度的最佳拟合,得出了Y(Mn_1-xCo_x)₁₂的磁结构随x变化的某些结论。 关键词：     

Magnetic properties and magnetoresistance effect of Y1-xGdxMn6Sn6 (x=0－1) compounds

The magnetic properties and magnetoresistance effect of Y_1-xGd_xMn₆Sn₆ (x=0－1) compounds have been investigated by magnetization and resistivity measurements in the applied field range (0－5 T). Compounds with x=0.4－1 display ferrimagnetic behaviours in the whole magnetic ordering temperature range, while compounds with x=0－0.2 display a field-induced metamagnetic transition, and the threshold fields decrease with increasing Gd content. The compounds with x=0.1－0.2 undergo an antiferromagnetic to ferromagnetic transition with increasing temperature. The cell-parameter a and c and cell-volume V of compounds (x=0－1) increase with increasing Gd content. It was found that the saturation magnetization M_s of the compounds (x=0.4－1) decreases, while the ordering points of the compounds (x=0－1)increase with increasing Gd content. A large MR effect was observed in the compound with x=0.2, and the maximum absolute value of MR at 5 K under 3 T is close to 19.3%.     

Structure and magnetic properties of Sn1−xMnxO2

The microstructure and magnetic properties have been investigated systematically for Sn_1−xMn_xO₂ polycrystalline powder samples with x=0.02-0.08 synthesized by a solid-state reaction method. X-ray diffraction revealed that all samples are pure rutile-type tetragonal phase and the cell parameters a and c decrease monotonously with the increase in Mn content, which indicated that Mn ions substitute into the lattice of SnO₂. Magnetic measurements revealed that all samples exhibit room temperature ferromagnetism. Furthermore, magnetic investigations demonstrate that magnetic properties strongly depend on doping content, x. The average magnetic moment per Mn atom decreases with increase in the Mn content, because antiferromagnetic super-exchange interaction takes place within the neighbor Mn³⁺ ions through O²⁻ ions for the samples with higher Mn doping. Our results indicate that the ferromagnetic property is intrinsic to the SnO₂ system and is not a result of any secondary magnetic phase or cluster formation.     

Magnetic properties of TbMn6Sn6-xGax (x=0.0－1.2) compounds

Effects of Ga substitution for Sn on the structure and magnetic properties of TbMn₆Sn_6-xGa_x (x=0.0－1.2) compounds have been investigated by means of x-ray diffraction, magnetization measurement and ¹¹⁹Sn M?ssbauer spectroscopy. The substitution of Ga for Sn results in a decrease in lattice constants and unit-cell volumes. The magnetic ordering temperature decreases monotonically with increasing Ga content from 423 K for x=0.0 to 390 K for x=1.2. At room temperature, the easy magnetization direction changes from the c-axis to the ab-plane. This variation implies that the substitution of Ga for Sn leads to a decrease in the c-axis anisotropy of the Tb sublattice. An increase in the non-magnetic Ga concentration results in a monotonic decrease of the spontaneous magnetization M_s at room temperature. Since there are three non-equivalent Sn sites, 2c (0.33, 0.67,0), 2d (0.33, 0.67,0.5) and 2e (0,0,0.34) in the TbMn₆Sn_6-xGa_x compounds, the ¹¹⁹Sn M?ssbauer spectra of the TbMn₆Sn₆ and TbMn₆Sn_5.4Ga_0.6 compounds can be fitted by three sextets. The hyperfine fields (HFs) decrease in the order of HF(2d)>HF(2e)>HF(2c), which is in agreement with the magnetic structure.     

Electronic and geometric structures of MoxSy and WxSy (x =1, 2, 4; y =1–12) clusters

Electronic and geometric structures of M_xS_y (M = W, Mo; x=1,2,4;y=1–12) clusters have been studied using density functional theory calculations, and compared to experimental photoelectron spectra. For the metal atoms, an uptake of up to six sulfur atoms has been observed, which can be explained by the bonding of S₃ ^- chains. A structural difference to the corresponding oxides is the preference of bridging sites for S, which might be the origin of the differences between the structures of bulk MO₃ and MS₂. For x=1,2 the HOMO–LUMO gaps vary irregularly. For x=4, a large HOMO–LUMO gap has been found for y=6,7, and 8 and the W₄S₆ and Mo₄S₆ clusters have been found to be magic with an extraordinarily high stability. PACS 73.22.-f; 61.46.+w