Cu掺杂对Kondo绝缘体CeNiSn低温比热的影响

CeNiSn是一种很有趣的重费米子化合物,其基态为Kondo绝缘体.采用化学元素替代的方法研 究Cu掺杂对CeNiSn多晶样品低温比热的影响.在流动高纯氩气的保护下,用电弧炉制备了一 系列的多晶样品CeNi_1-xCu_xSn(x＝0,002,006,008).X射 线粉末衍射分析表明,制备出来的样品均为单相多晶.随着Cu掺杂量的增加,样品的晶格参 数增大.采用绝热热脉冲法测量样品的比热,结果表明随着Cu掺入量的增加,相应样品的低温比热也随之增大,能隙逐渐减小 关键词： 重费米子 Kondo绝缘体 CeNiSn 比热 反铁磁有序     

Kondo晶格中超导热力学临界场的研究

本文在两带准粒子模型下研究了Kondo晶格中超导热力学临界场的行为。我们唯象地引入了准粒子之间的有效吸引相互作用,由系统的两个超导序参量所满足的自洽方程出发计算了超导态与正常态热力学函数之差,由此得到了Kondo晶格中超导热力学临界场的表达式,并结合重费米子超导体CeCu_2Si_2、UBe_(13)和UPt_3的有关实验对所得理论结果进行了讨论。     

磁场下对近藤绝缘体CeNiSn的研究

测量了ＣｅＮｉＳｎ的一系列磁物性，发现在４．５Ｋ下，ＣｅＮｉＳｎ的磁化曲线在３Ｔｅｓｌａ处有拐点，并且发现４Ｔｅｓｌａ磁场可以压抑４００Ｇａｓｓ磁场下测量的磁化率随温度变化曲线在１０Ｋ附近的峰，但磁阻测量表明４Ｔｅｓｌａ磁场并没有改变ＣｅＮｉＳｎ的近藤绝缘体性质．说明磁化率曲线在１０Ｋ附近的峰的形成与近藤绝缘体的形成无本质联系，磁场对能隙的影响中，Ｚｅ－ｍａｎ劈裂的作用并不强，而主要是通过破坏形成准粒子的局域ｆ电子与ｃ电子相互作用而达到压抑能隙的．     

量子点间Kondo效应的遥控

利用GaAs/AlGaAs异质结二维电子所可以构成量子点 ,而门电极可以控制量子点内的电子数 .当量子点内具有奇数个电子 ,未配对电子的自旋磁矩有可能被来自源和漏极的电子云屏蔽 ,以致于整体上表现为一个无磁的“准点” .此时 ,从源极企图进入准点的电子 ,其隧穿几率将突增 ,在实验     

Kondo效应对磁杂质碳纳米管电输运特性的影响

从碳纳米管中Kondo效应的影响出发, 在有限温度下采用Anderson模型表征碳纳米管/磁杂质系统, 利用Landauer公式对磁杂质碳纳米管的电导和热电势进行研究, 得出和实验结果一致结论. 关键词： Kondo效应 碳纳米管 电输运特性     

拓扑绝缘体表面态的STM研究

文章主要介绍了利用扫描隧道显微镜对拓扑绝缘体表面态进行的一系列研究工作,包括拓扑绝缘体表面态的电子驻波以及拓扑表面态的朗道量子化现象.这些工作对于拓扑绝缘体基本性质的确立以及深入理解具有十分重要的意义.     

反铁磁拓扑绝缘体与轴子绝缘体——MnBi2Te4系列磁性体系的研究进展

拓扑物质态是21世纪以来凝聚态物理领域最重要的前沿课题之一。它不仅深化了人们对宏观量子物质态的认识,同时也具有极大的潜在应用价值。目前,非磁性拓扑物质态的研究已经较为完善,而磁性拓扑物质态的研究仍处于初始阶段。近两年来,以MnBi₂Te₄系列体系为代表的本征磁性拓扑绝缘体的出现,迅速掀起了磁性拓扑绝缘体的研究热潮。文章从拓扑物质态的基本理论出发,介绍了近期反铁磁拓扑绝缘体方面的一些重要研究进展,着重阐述了MnBi₂Te₄系列的反铁磁拓扑绝缘体、静态轴子绝缘体以及动态轴子绝缘体,并对磁性拓扑绝缘体的下一步研究进行了展望。

     

拓扑绝缘体表面态的STM研究

文章主要介绍了利用扫描隧道显微镜对拓扑绝缘体表面态进行的一系列研究工作,包括拓扑绝缘体表面态的电子驻波以及拓扑表面态的朗道量子化现象.这些工作对于拓扑绝缘体基本性质的确立以及深入理解具有十分重要的意义.     

二维拓扑绝缘体退相干效应研究

拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的热点.退相干效应对该体系的影响的研究不仅有重要的理论意义,而且也是实现未来量子器件的不可或缺的前期工作.文章作者从理论上研究了退相干对二维拓扑绝缘体特别是量子自旋霍尔效应的影响.研究结果表明,作为量子自旋霍尔效应的标志的量子化纵向电阻平台对不破坏自旋记忆的退相干效应（普通退相干）不敏感,但却对破坏自旋记忆的退相干效应（自旋退相干）非常敏感.因此,该量子化平台只能在尺寸小于自旋退相干长度的介观样品中存在,从而解释了量子自旋霍尔效应实验中所观测到的结果(见Science ,20     

轴子拓扑绝缘体候选材料层状Eu1-xCaxIn2As2的物性研究

二维磁性材料的研究推动了现代纳米电子器件的发展.寻找本征的具有磁性的层状材料,为探索研究新的二维磁性材料、制备二维电子器件提供了重要的材料基础.近来,本征二维反铁磁拓扑材料的发现引起了人们的广泛关注和兴趣.EuIn₂As₂被预言是一种轴子拓扑绝缘材料,它具有典型的反铁磁序和层状的晶体结构,其潜在的多种拓扑量子效应可以为未来新型电子学器件提供新的发展思路.实验结果表明EuIn₂As₂处于金属态,而非绝缘态.本文通过掺杂Ca来调节体系的费米能级和磁性,发现Eu_1-xCa₂As₂中仍然存在与母体类似的长程反铁磁的结果.反铁磁矩沿面内方向,符合理论预言的轴子态磁结构.在反铁磁转变温度以上发现了铁磁极化子.由此可见,非磁性杂质掺杂对体系的磁性影响不大,但是载流子浓度却降低了一个数量级,费米能级沿电子型方向进行调制.本文的研究为在二维磁性材料中探索和诱导非平庸拓扑态提供了重要信息.     

5d过渡金属氧化物中的奇异量子物性研究

相比于3d和4d过渡金属元素, 5d过渡金属元素既具有很强的自旋轨道耦合相互作用, 同时它们的电子关联作用也不可忽略. 因而5d过渡金属氧化物体系具有许多奇异的量子特性. 这篇综述主要介绍我们在5d过渡金属氧化物中的一些理论进展. 首先介绍烧绿石结构铱氧化物(A₂Ir₂O₇, A=Y或稀土元素)中的Weyl拓扑半金属性. 我们确定出A₂Ir₂O₇这一类具有阻挫结构材料的磁基态, 并预言其是Weyl半金属; 其Weyl 点受到拓扑保护而稳定, 而且它的表面态在费米能级形成特别的费米弧. 其次预言尖晶石结构锇氧化物(AOs₂O₄, A=Ca, Sr)是具有奇异磁电响应的Axion绝缘体; 然后分析了电子关联、自旋轨道耦合对钙钛矿结构的锇氧化物(NaOsO₃)的影响, 并成功定出它的基态磁构型, 最终确定其为Slater绝缘体. 最后介绍了LiOsO₃中铁电金属性的成因.     

拓朴绝缘体研究的新进展

美国普林斯顿大学的一个研究组于2010年7月15日在《自然》（Nature466，343～34615 July 2010）杂志上面发表题为《拓扑表面态穿越表面障碍》（ Transmission of topological surface states through surface barriers）的文章．在文章中他们用可靠的实验数据给出了拓扑表面态穿越单晶锑材料原子尺度阶梯状表面障碍的传播规律，为研究拓扑绝缘材料的性质做出了重要的贡献．     

拓扑绝缘体Bi_2Te_3的热膨胀系数研究

利用低温X射线衍射研究了Bi2Te3晶体的线热膨胀系数.结果表明:拓扑绝缘体Bi2Te3晶体的线热膨胀系数α||和α⊥表现为各向异性,并遵从不同的温度依赖关系.反映a-a平面内的膨胀系数α⊥在较宽的温区内服从Debye关系,而反映垂直于a-a平面方向的膨胀系数α||在100 K左右就开始出现与Debye模型在定性上的差别.利用Debye模型并结合Bi2Te3晶体的面内和层间原子之间的键合特性对α||和α⊥所表现出的不同温度依赖特性进行了解释.     

InSb(111)衬底上外延生长二维拓扑绝缘体锡烯/铋烯的差异性研究

近些年,人们对拓扑材料体系的认知得到了飞速发展.随着量子信息科学与技术成为当下科学研究的热点,具有大能隙高稳定性的低维拓扑材料有从基础研究向应用探索的趋势发展.如何实现高质量、大面积的单晶生长是影响拓扑材料走向实用化的重要一步.本文报道了在具有Sb原子终止面的InSb(111)衬底上利用分子束外延技术生长低维拓扑绝缘体锡烯与铋烯的实验结果.实验中发现,无论是锡烯还是铋烯,起始外延阶段都会在衬底上形成单层的浸润层.由于锡原子之间的相互作用远强于其与衬底的表面结合力,因此浸润层呈岛状生长,晶畴岛与岛合并的过程中边界效应明显,导致薄膜实际上由大量小晶畴拼接而成,畴壁处的缺陷难以避免.而浸润层的晶体学质量又限制了后续锡烯薄膜的外延行为,因此实验发现难以实现高质量且层数准确可控的单晶锡烯薄膜生长.而铋原子与衬底表面的结合能强于原子之间的相互作用,能够在较高温度下实现浸润层的单层层状生长,高质量的浸润层为后续铋烯的生长提供了良好的外延过渡层,因此发现实验中更容易得到大面积的铋烯薄膜.本文实验结果及相关理解对于利用半导体衬底生长低维拓扑晶体薄膜具有指导意义.     

铒离子注入绝缘体上Si的射程分布研究

利用离子注入掺杂技术设计、制作半导体集成器件时,了解离子注入半导体材料的射程分布和横向离散规律等是很重要的.用200—500 keV能量的铒(Er)离子注入SOI(silicon-on-insulator,绝缘体上的硅)样品中,利用卢瑟福背散射(RBS)技术研究了剂量为2×1015cm-2的Er离子注入SOI的平均投影射程Rp和射程离散△Rp,把测出的实验值和SRIM软件得到的理论计算值进行了比较,发现平均投影射程Rp的实验值跟理论计算值符合较好,射程离散△Rp的实验值和理论计算值差别大一些.     

拓扑绝缘体椭球粒子的电磁散射

利用麦克斯韦方程组,用球矢量波函数展开了长椭球坐标系中的电磁场分量; 根据拓扑绝缘体的本构关系,修正了椭球内外的电磁场;利用拓扑绝缘体的边界条件, 推导了散射系数和散射电磁场.模拟结果表明:当时间反演对称打破时,拓扑磁电参数对散射截面有明显影响.     

二维拓扑绝缘体退相干效应研究

拓扑绝缘体是当前凝聚态物理研究的热点.退相干效应对该体系的影响的研究不仅有重要的理论意义,而且也是实现未来量子器件的不可或缺的前期工作.文章作者从理论上研究了退相干对二维拓扑绝缘体特别是量子自旋霍尔效应的影响.研究结果表明,作为量子自旋霍尔效应的标志的量子化纵向电阻平台对不破坏自旋记忆的退相干效应(普通退相干)不敏感,但却对破坏自旋记忆的退相干效应(自旋退相干)非常敏感.因此,该量子化平台只能在尺寸小于自旋退相干长度的介观样品中存在,从而解释了量子自旋霍尔效应实验中所观测到的结果(见Science,2007,318:766).同时,文章作者还定义了一个新的物理量,即自旋霍尔电阻,并发现该自旋霍尔电阻也有量子化平台.特别是该量子化平台对两种类型的退相干都不敏感.这说明在宏观样品中也能观测到自旋霍尔电阻的量子化平台,因此更能全面地反映量子自旋霍尔效应的拓扑特性.