潜在超导母体材料LaOMnSe的第一性原理研究

通过第一性原理计算,我们研究了LaOMnSe的结构、电子性质和磁性质．我们发现LaOMnSe在11点附近存在三个类空穴费米面,在M点附近有两个类电子费米面．如果将类空穴费米面平移（π,π,O）,则类空穴费米面就会和类电子费米面在很大程度上重叠,这种费米面嵌套将会导致磁不稳定性和自旋密度波（SI）、V）,和LaOFeAs...     

掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究

从第一性原理出发，计算了MgCNi₃的电子能带结构.MgCNi₃中C 2p与Ni 3d轨道杂化使穿梭费米面上的Ni 3d能带表现出平面性，费米面落在态密度范霍夫奇异(vHs)峰的右坡上.vHs峰上大的电子态密度和铁磁相变点附近的自旋涨落是决定MgCNi₃超导电性的重要因素.研究了三种替代式掺杂对其超导电性和磁性的影响，发现电子掺杂使费米能级下滑到态密度较低的位置，导致体系转变为无超导电性的顺磁相；同构等价电子数的金属间化合物的轨道杂化，引起费米面上态密度的减少，降低了超导电性；而空穴掺杂使费米面向vHs峰值方向移动，虽然费米面上电子态密度增大可能提高超导电性，但增强了的Ni原子磁交换作用产生铁磁序，破坏了超导电性. 关键词： 电子结构 超导电性 磁性 掺杂     

C掺杂FePt铁磁薄膜光诱导超快退磁动力学研究

FePt合金薄膜由于具有较强的磁各向异性而在磁信息和磁光信息存储中具有重要的应用.C掺杂可精确调控薄膜的磁各向异性,从而可有效地改变薄膜的矫顽场.通过超短激光脉冲与铁磁薄膜相互作用,可以获得非平衡状态下电子、自旋和晶格等自由度之间的动态耦合参数,这是研究超快磁记录材料的物理基础.本文基于瞬态磁光Kerr效应,研究了两种C掺杂浓度下FePt薄膜的超快磁光响应.实验结果表明:瞬态Kerr信号与外加磁场正相关,磁场反向,Kerr信号反号,而瞬态反射率与外加磁场无关;不同C掺杂的FePt薄膜的矫顽场不同,软磁的退磁时间显著小于硬磁薄膜的退磁时间.我们还观测到超快激光在铁磁薄膜中诱导频率约为49 GHz的相干声学声子,该声子的频率与外加磁场无关.实验结果为设计和研制新型磁光薄膜提供了实验依据.     

二维应变作用下超导薄膜LiFeAs的磁性和电子性质

基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了二维应变作用下LiFeAs超导薄膜的磁性结构、电子能带和态密度变化,分析了应变对其超导电性的作用.结果显示,对体系施加1%—6%的二维平面张、压应变均不改变其基态条形反铁磁性结构,费米面附近的电子态密度主要来自于Fe-3d轨道电子以及少量的As-4p电子.研究发现,与无应变情形相比,当施加压应变时,体系中Fe离子的反平行的电子自旋局域磁矩减小,薄膜反铁磁性受到抑制,费米面上电子态密度增加,超导电性来自于以反铁磁超交换耦合作用为媒介的空穴型费米面和电子型费米面间嵌套的Cooper电子对.而在张应变作用时,局域反铁磁性增强,费米面上电子态密度减小,金属性减弱,特别是张应变时费米面上空穴型能带消失, Cooper电子对出现概率显著降低,将抑制超导相变.     

Fe_3O_4单晶薄膜磁性电场调控的微磁学仿真研究

磁性薄膜磁学特性电场调控的相关研究对开发新型低功耗磁信息器件具有突出意义.本文基于电场调控磁性的基本理论,以OOMMF(Object Oriented Micro-Magnetic Frame)微磁学仿真软件为工具,研究了电场对生长于PZN-PT单晶衬底上Fe_3O_4单晶薄膜磁学特性的调控.研究结果显示:无外加电场时,薄膜表现出典型的软磁特性;沿衬底[001]方向施加的外加电场可以使得薄膜矫顽力、矩形比等磁学特性发生显著改变:当外加磁场沿[100]([010])时,施加正值(负值)电场强度可以显著增大薄膜的矫顽力与矩形比,当电场强度不小于0.6 MV/m时薄膜矩形比达到1.这是因为外加电场导致薄膜产生单轴应力各向异性,使得薄膜的等效磁各向异性发生了从无外电场下的面内四重磁晶各向异性向高电场下的近似单轴磁各向异性的过渡.外加1 MV/m与-1 MV/m的电场时等效易磁化轴分别沿[100]与[010]方向.另外,外加1 MV/m(-1 MV/m)的电场强度可以使得铁磁共振的频率增大(减小)接近1 GHz.     

c轴垂直取向FePt薄膜的磁和磁光性能研究

采用直流磁控溅射的方法在氧化镁(100)单晶基板上生长了一系列c轴垂直取向的FePt薄膜,通过改变沉积时的基板温度,薄膜从Fe,Pt原子无序排列的面心立方结构逐渐变化到有序排列的L10相面心四方结构.在此基础上,系统研究了FePt薄膜的化学有序度对磁和磁光性能的影响.随着有序度的增加,FePt薄膜的磁晶各向异性能,以及沿垂直方向的矫顽力、剩磁比均增加,在基板温度高于530℃时制备的薄膜中的磁晶各向异性能超过1J/cm3.同时,还观察到有序FePt合金薄膜的磁光克尔光谱(克尔转角的大小和极值所对应的跃迁光子能量)随化学有序度的显著变化.     

c轴垂直取向FePt薄膜的磁和磁光性能研究

采用直流磁控溅射的方法在氧化镁(100)单晶基板上生长了一系列c轴垂直取向的FePt薄膜，通过改变沉积时的基板温度，薄膜从Fe，Pt原子无序排列的面心立方结构逐渐变化到有序排列的L1₀相面心四方结构.在此基础上，系统研究了FePt薄膜的化学有序度对磁和磁光性能的影响.随着有序度的增加，FePt薄膜的磁晶各向异性能，以及沿垂直方向的矫顽力、剩磁比均增加，在基板温度高于530 ℃时制备的薄膜中的磁晶各向异性能超过1 J/cm³.同时，还观察到有序FePt合金薄膜的磁光克尔光谱(克尔转角的大小和极值所对应的跃迁光子能量)随化学有序度的显著变化. 关键词： FePt薄膜 化学有序度参数 磁光克尔光谱     

FePt薄膜中磁相互作用

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)衬底上制备了纳米结构的Fe₅₃Pt₄₇薄膜，并研究热处理后薄膜中的磁相互作用、晶粒尺寸与热处理温度的关系.经400℃热处理后，FePt薄膜中有明显的面心四方相形成，薄膜表现出硬磁性，晶粒尺度在20 nm，薄膜内部存在软硬磁交换耦合作用；随着热处理温度升高，硬磁相含量增加.同时由于FePt薄膜的晶粒长大，部分软硬磁晶粒之间的交换耦合作用失效；600℃热处理后，FePt的面心立方相已经完全转变为面心四方相，薄膜矫顽力由硬磁相之间的静磁作用贡献. 关键词： 磁性薄膜 纳米晶 磁性能 热处理     

磁性Salisbury屏的高频响应

研究了利用磁性薄膜构造Salisbury屏的可能性及其在微波频段的反射率频率特性.结果表明，利用铁磁性材料在铁磁共振频率附近磁化率具有χ″>χ′的特性，可以构造出对电磁波有良好吸收性能的磁性Salisbury屏.通过对铁磁材料高频磁谱物理机理的分析后指出，具有弛豫型共振磁谱的铁磁材料可以构造出薄膜型Salisbury屏，其厚度为微米甚至亚微米量级.反射率的频率特性与磁性材料的特征阻抗z-r有关，它取决于铁磁共振频率和静态磁化率.反射率的频率响应显示磁性薄膜Salisbury屏具有较宽的吸收带宽. 关键词： 磁性Salisbury屏 反射率 频带响应 磁性薄膜     

电化学沉积Fe与FePd纳米线阵列的磁性

利用电化学沉积方法在氧化铝模板中制备了一维Fe和Fe_095Pd_{0 05}合金纳米线阵列.两种样品均有(110)晶向择优取向，纳米线直径为60nm.在这一直径下形状各向异性 和内禀晶体各向异性的竞争结果很适合考察Pd掺杂的磁性行为.研究发现在FePd纳米线中， 由于极少量Pd在Fe中的合金化，减弱了晶体各向异性与形状各向异性的影响，改变了磁畴结 构，增强了畴壁钉扎作用，结果在Fe_095Pd_005纳米线 中便显示出强烈的沿线方向的各向异性，方形度和矫顽力也有较大改善. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性