钙钛矿结构La0.7Ca0.3MnO3-δ外延薄膜中氧的扩散

利用脉冲激光淀积方法，我们制备了外延La0．7Ca0．3MnO3-δ薄膜．实验发现，在30Pa氧分压下制备的薄膜晶格中仅有少量氧空位．可以通过高真空条件下的热处理(热处理温度为780℃)减少样品晶格中的氧含量．室温x射线衍射分析表明，在780℃通过高真空热处理的La0．7Ca0．3MnO3-δ外延薄膜结构不发生改变．通过延长高真空热处理时间可以逐渐减少外延薄膜样品晶格中的氧含量，这反映在样品晶格常数有系统变化及样品绝缘体-金属(I-M)转变温度降低．对样品电阻率．温度曲线的拟合表明，样品晶格中的氧含量是均匀的，这与X射线衍射分析的结果是一致的．通过长时间高真空条件下的热处理可以使样品的I-M转变温度低于10K，而短时间氧气氛中的充氧热处理可以使转变温度回复．这说明样品晶格中的氧扩散出和充入是有区别的．在同一外延薄膜样品可以反复通过高真空条件下的高温脱氧热处理和充氧热处理来改变样品中氧含量，这将方便于将薄膜性能与氧含量的关系进行比较、分析和讨论．     

飞秒激光辐照下单晶硅薄膜中超快能量输运的数值模拟

利用载流子输运模型对飞秒激光辐照下单晶硅亚微米薄膜中的能量输运过程进行数值模拟。研究了不同辐照能量密度和不同激光波长对载流子密度和温度超快变化过程的影响规律。结果表明,在800nm激光辐照下,不同入射能量密度仅影响载流子密度和温度响应的峰值,但达到峰值的时刻不变。平衡态的恢复过程受入射能量密度影响很小。在不同波长激光辐照下,光子能量越大,载流子密度和温度达到峰值所用时间越短,对应峰值越大,但衰减速度也越快。当入射光子能量大于单晶硅的直接带隙时,快速衰减时间常数可以与载流子能量弛豫时间相当。     

飞秒激光辐照下硅薄膜的非傅里叶能量输运研究

 在双曲双步输运模型基础上建立数值模型,针对超短脉冲激光作用下硅薄膜的微观能量输运过程展开理论研究。针对电子、晶格超快温升响应过程的数值模拟结果表明,电子作为主要能量载子在几皮秒内主导了能量输运过程。电声子之间的能量耦合系数主要依赖于电子温度,而不是晶格温度。能量耦合过程由于非平衡电子的弹道式输运而呈现非局域性。热波的传播速度与电子能量传播速度有相同量级,而大于硅材料中的声子平均速度。模型预测与相关实验结果吻合。     

多阶有序钙钛矿多铁性材料的高压制备与物性

钙钛矿是研究磁电多铁性最重要的材料体系之一.由于高的结构对称性,在以往的立方钙钛矿晶格中尚未发现多铁现象.另外,现有的单相多铁性材料很难兼容大电极化和强磁电耦合,严重制约多铁性材料的潜在应用.本文简单综述了利用高压高温条件制备的两个多阶有序钙钛矿氧化物的磁电多铁性质.在具有立方晶格的多阶钙钛矿LaMn_3Cr_4O_(12)中,观察到自旋诱导的铁电极化,表明该材料是第一个被发现的具有多铁性的立方钙钛矿体系.在另一个多阶有序钙钛矿BiMn_3Cr_4O_(12)中,随温度降低该材料依次经历了I类多铁相和II类多铁相.正因为这两类不同多铁相的同时出现,BiMn_3Cr_4O_(12)同时展示了大的电极化强度和强的磁电耦合效应,并且通过不同的电场调控可实现四重铁电极化态,为开发多功能自旋电子学器件与多态存储提供了先进的材料基础.     

Ba 掺杂对LaCrO3 物性的影响

通过固相反应法制备了具有钙钛矿结构的La1-xBaxCrO3 (0≤x ≤0.3)多晶样品, 利用X 射线衍射对其晶体结构进行表征, 并对X 射线衍射数据进行了精修, 获得La1-xBaxCrO3 系列样品的晶体结构数据, 测量了所有样品在低温下的磁化强度和电阻率, 随着Ba 含量的增加, 反铁磁转变温度降低, 在反铁磁转变温度以下, 反铁磁性与铁磁性共存,La1-xBaxCrO3 在低温下的电阻率表现出半导体特性, 随Ba 含量的增加电阻率降低.     

钛酸盐ATiO3钙钛矿的铁电和反铁畸变

钛酸盐钙钛矿氧化物体系的研究对理解具有铁电极化的功能材料具有非常重要的科学意义.本文对ATiO3(A=Ca,Sr,Ba,Pb,Cd)体系的低温相、结构相变、及其对应的位移模式进行综述.我们着重比较了该体系存在的两类不稳定声子模式,即铁电极化模式(Ferroelectric,FE)和反铁畸变模式(Antiferrodistortive,AFD),在不同体系中所起到的作用.我们举例阐述了晶格失配应变、人工构造超晶格和化学掺杂等方法对这两种模式的调控思路.最后我们给出本文的总结讨论及研究展望.     

钛酸盐ATiO3 钙钛矿的铁电和反铁畸变

钛酸盐钙钛矿氧化物体系的研究对理解具有铁电极化的功能材料具有非常重要的科学意义.本文对ATiO3(A= Ca,Sr,Ba,Pb,Cd)体系的低温相、结构相变、及其对应的位移模式进行综述.我们着重比较了该体系存在的两类不稳定声子模式,即铁电极化模式(Ferroelectric,FE)和反铁畸变模式(Antiferrodistortive,AFD),在不同体系中所起到的作用.我们举例阐述了晶格失配应变、人工构造超晶格和化学掺杂等方法对这两种模式的调控思路.最后我们给出本文的总结讨论及研究展望.     

辐照激光能量对SiO2薄膜特性及结构的影响

 为了认识SiO2薄膜在激光辐照下的变化,本文以K9玻璃为基底,采用电子束热蒸发方法制备了SiO2薄膜,并将此组在相同实验条件下制备的薄膜加以不同能量的激光辐照,研究在激光辐照前后样片的透射率、折射率、消光系数、膜厚、表面形貌及激光损伤阈值（LIDT）的变化。结果表明,样片膜厚随激光能量的增加而减小,辐照激光能改善薄膜表面形貌,并使样片LIDT值提高,最终能使样片的LIDT值从16.96 J/cm2提高至18.8 J/cm2。     

Ba置换对钙钛矿型氧化物CaMnO_3稳定性及电子结构的影响

采用赝势法近似密度泛函理论的方法研究了重元素Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3的稳定性及电子结构.结果表明,Ba置换引入晶格畸变,且具有各向异性.Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3呈现明显的半导体特性,且其稳定性降低.Ba置换Ca位之后,钙钛矿型氧化物CaMnO_3仍然呈间接带隙型能带结构,自旋向上和自旋向下的电子能带带隙宽度分别减小到0.659 eV和0.655 eV,且经过Ba置换之后向导体转变.Ba置换CaMnO_3晶体中的电子主要在-37.5 eV,-18 eV,-16 eV,-5 eV～0 eV,1 eV附近形成能带,能级数量在-18 eV,-16 eV,-0.7 eV三个极值点依次降低.Ba置换钙钛矿型氧化物CaMnO_3价带中和导带中的电子能级弥散性不同,表明它们具有不同的有效质量.Mn p,O p和Mn d电子对钙钛矿型氧化物CaMnO_3费米面态密度具有较大的贡献,它们决定CaMnO_3材料的导电过程.     

多层纳米薄膜结构热物性重构

基于谐波探测技术测量材料导热系数和热扩散系数的基本原理,给出3ω法用于多层纳米薄膜结构热物性实验表征的方法.考虑了层间接触热阻的作用,在频域内定义了热阻抗的概念.理论分析了各层纳米薄膜的导热系数、热扩散系数等热参数对加热膜温度波动影响的敏感性.将敏感系数与实验数据处理相结合,利用三次谐波的实部和虚部分量测量了ZrO2/SiO2增透膜多层膜结构中各层的导热系数和热扩散系数.该方法可用来有效表征其他微纳米结构的热性能.     

反钙钛矿Mn3AX化合物的晶格、磁性和电输运性质的研究进展

近年来,研究发现反钙钛矿化合物Mn₃AX(A=Cu,Zn,Sn,Ni,Al,Ga等;X=N/C)具有超导,巨磁阻,近零电阻温度系数,负膨胀,磁致伸缩,压磁效应,以及磁卡效应等丰富的物理性能,因此此类化合物受到人们越来越多的关注.反钙钛矿Mn₃AX化合物的结构和物性的研究,将对我们深入认识材料的"本-构"关系具有重要的意义.本文重点综述了部分反钙钛矿Mn₃AX化合物奇特的物理性质,尤其是 关键词： 反钙钛矿 磁相变 负热膨胀 电输运     

纳米Cu3 N薄膜的制备与性能

采用柱状靶多弧直流磁控溅射法,100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu3N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu3N薄膜晶体结构及晶粒尺寸的影响.结果显示薄膜由Cu3N和Cu的纳米微晶复合而成,其中Cu3N纳米微晶具有立方反ReO3结构.通过原子力显微镜对薄膜表征显示,膜表面比较光滑,具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对薄膜表面的成分分析表明,Cu3N薄膜表面铜元素同时以+1价和+2价存在.Cu3N的Cu2p3/2,Cu2p1/2及Nls峰分别位于932.7,952.7和399.9 eV,Cu2p原子自旋-轨道耦合裂分能量间距为20eV.用台阶仪和四探针方法测量了薄膜的厚度及电阻率,薄膜的沉积速率和电阻率在很大程度上受到氮气分压的调制.     

退火处理对YMnO3薄膜的结构和荧光性能的影响

室温下,采用脉冲激光沉积方法在Si(100)衬底上制备了YMnO3薄膜,并对其进行了不同温度的退火处理。采用X射线衍射和荧光光谱分析方法对薄膜的结构和荧光特性进行了研究。结果表明:通过退火处理,可以得到正交相和六方相共存的多晶态YMnO3薄膜,并且随着退火温度的升高,两相的比例发生变化,由正交相为主转变为六方相为主。YMnO3薄膜样品的荧光发射峰集中在波长430～620nm范围内,可能是由Mn3 离子从5T2到5E之间的能级跃迁所引起的。其荧光强度随着退火温度的升高逐渐增强,但峰位基本保持不变,说明薄膜结构的改变对Mn3 离子的能级跃迁几率有明显的影响,对能级位置的影响不大;而且荧光光谱还显示在同一薄膜中各个荧光峰的相对强度随着退火温度的变化不大。     

制备条件对La0.67Sr0.33MnO3外延薄膜结构及磁电阻的影响

利用直流溅寺在ＬａＡｌＯ３基片上生长了Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３外延薄膜。测量了薄膜样品退火前后在零场和外加磁场中的电阻率和磁阻随温度的变化。实验发现，随着基片温度的升高，磁阻在减少；电阻在率最高峰位高温区移动；溅射温度为６５０℃的样品，磁阻效应最大。     

飞秒激光辐照下硅薄膜的非傅里叶能量输运

当激光能量激励时间与能量载子的特征弛豫时间相当时，能量输运不再是建立在温度梯度基础上的扩散方式，宏观输运模型失去其成立的物理基础，需要用更严格的包含电声子相互作用的非傅里叶输运模型来描述。针对飞秒激光作用下100nm厚度硅薄膜内的微观能量输运过程，从弛豫时间近似下的电子Boltzmann输运方程出发（仅考虑电子间的弹性散射），结合电子和声子的能量守恒方程（包含电子和声子之间的能量耦合项），可以得到双曲双步输运方程：     

畸形钙钛矿DyMnO3电子结构与光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的广义梯度近似对畸形钙钛矿DyMnO₃的基态电子结构及光学性质进行计算和分析.结果表明优化的晶体结构参数与实验结果相符合,DyMnO₃具有非间接带隙大小为0.91 eV的能带结构,结合态密度分析了各元素价电子态的分布.计算分析包括介电常数,吸收系数,反射率等光学性质.     

钙钛矿结构La0.9Sb0.1MnO3的庞磁电阻性质

一种新的钙钛矿结构的庞磁电阻氧化物La_0.9Sb_0.1MnO₃已用固态反应方法制 成，通过超导量子干涉器件(SQUID)装置测量研究了它的电输运性质和磁性质.x射线光电子 能谱分析证明，该氧化物中Sb的价态是+5价，因此该氧化物是一种新的电子掺杂型庞磁电阻 材料. 关键词： 钙钛矿结构 0.9Sb_0.1MnO₃')" href="#">La_0.9Sb_0.1MnO₃ 电子掺杂 庞磁电阻     

Fe掺杂SrCoO3−δ钙钛矿的结构、电及氧输运性能

采用XRD、DTA、电导和氧渗透测量等手段研究了Fe掺杂SrCoO_3?δ钙钛矿的结构-性能关系．结果表明,随着Fe含量由0增加到0.2,材料的相组成逐渐发生六方相→brownmillerite主相+六方相→立方相主相+六方相→纯立方相的变化．随着温度变化,六方相及brownmillerite相与立方相之间发生转变;与此相应,材料的电导率和氧渗透率发生了显著变化．     

应力下SmNiO_3钙钛矿氧化物薄膜材料的电导与红外光电导

稀土镍基钙钛矿氧化物RNiO_3(R为稀土元素)可以在温度触发下发生从电子游离态到局域态的金属绝缘体转变,这一特性在传感器,数据存储,调制开关等方面具有可观的应用价值.本文通过脉冲激光沉积法,在钛酸锶(SrTiO_3)、铝酸镧(LaAlO_3)单晶衬底上准外延生长热力学亚稳态镍酸钐(SmNiO_3)薄膜材料,利用薄膜与衬底间晶格失配引入界面应力,实现对SmNiO_3电子轨道结构与金属绝缘体相变温度的调节.结合电输运性质与红外透射实验的综合表征研究,论证了双向拉伸应变引起的晶格双向拉伸畸变,可以引起SmNiO_3的禁带宽度的展宽,从而稳定绝缘体相并提高金属-绝缘相转变温度.进一步结合近边吸收同步辐射实验表征,揭示了拉伸应变稳定SmNiO_3绝缘体相的本质在于Ni—O成键轨道在双向拉伸形变作用下的弱化,使得镍氧八面体中的价电子偏离镍原子从而稳定SmNiO_3的低镍价态绝缘体相.     

沉积温度对LaF3薄膜性能的影响

在189,255,277和321 ℃的沉积温度下用热舟蒸发方法制备了LaF3薄膜。通过X射线衍射(XRD)测试了薄膜的晶体结构;采用分光光度计测量了薄膜的透射光谱,并计算得到样品的折射率、消光系数和截止波长;利用光学干涉仪测试得到了薄膜的残余应力;采用三倍频Nd:YAG脉冲激光测试了薄膜的激光损伤阈值。结果表明：随沉积温度的提高,LaF3薄膜的结晶状况明显变好,晶粒尺寸逐渐变大;膜层变得更加致密,折射率变大,然而薄膜吸收变得严重,截止波段向长波漂移,同时薄膜的残余应力也增加,内应力在薄膜的残余应力中起着决定作用;薄膜的激光损伤阈值在高温制备时相对较高。