一维金属中的Peierls相变和电荷密度波相变

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低维材料中的电荷密度波

电荷密度波(charge density wave, CDW)是低维体系中存在的一种重要的物理现象,对CDW的研究有助于人们对低维系统中内禀电声子耦合和关联等相互作用有更深层次的认识,同时通过对材料中CDW的精准调控可以有效控制低维材料中磁性、超导等物理性质. CDW的研究最早起源于一维和准一维材料,本文首先简要介绍了CDW的一些基本性质和一维体系中CDW的一些研究.而近些年的研究发现CDW在很多二维材料中普遍存在.本文将着重介绍二维材料中CDW的最新研究进展.通过介绍二维材料中CDW的基本物性和产生机理,讨论CDW与Mott相、超导序和其他序(自旋密度波、配对密度波)之间的相互作用;探讨CDW中存在的多电子集体激发和手性性质;介绍掺杂、高压和激光脉冲等手段对CDW的调控;最后展望相关领域中可能的研究方向.     

过渡金属二硫族化合物物理特性的研究

一、过渡金属二硫族化合物的制备过渡金属二硫族化合物ＭＣｈ2（其中Ｍ代表ＩＶb,Ｖb,ＶＩｂ族金属元素;Ｃｈ代表硫族元素Ｓ,Ｓｅ,Ｔｅ）是层状化合物,可以用许多方法制成粉末状的材料．例如,在高温下,金属氧化物与Ｈ２Ｓ或ＣＳ２反应;熔化的多硫化物和熔盐电解反应;高温下,在抽真空的密封石英管中元素直接化合等等．然而ＭＣｈ２单晶的制备则是采用化学蒸汽输运法．制备ＭＣｈ２单晶所用原料是高纯元素（一般用光谱....     

基于过渡金属硫族化合物同质结的光电探测器

近年来,二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)由于其出色的电学和光学特性在光电探测领域被广泛研究.相比于报道较多的场效应晶体管型以及异质结型器件,同质结器件在光电探测方面具有独特优势.本文将聚焦基于TMDCs同质结的光电探测器的研究,首先介绍同质结光电器件...     

过渡金属化合物的NMR

金属原子和配位体原子均可用作过渡金属化合物的NMR研究,它们的谱特征与常规的NMR谱不同,文中以¹H和⁹⁵Mo为例进行了讨论.     

过渡金属化合物的核磁共振

过渡金属元素最外层电子分布在d或f轨函而形成多种多样的化合物结构,每个过渡金属原子都有一、二种具有核自旋的同位素,使其化合物显示丰富的核磁共振信息,通过这些磁化学及其它谱化学的信息,使科学家对分子内的协同效应的现象和原因有全面的认识,从而对催化剂和金属酶的活性机理有更深入的理解,最终可能引致理论和计算化学的革命,并为分子设计和定向合成创造条件。     

过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型与应用

柔性基底体系是晶体外延生长领域于20世纪90年代提出的概念.其核心思想是利用超薄的基底,使其在外延生长时能同时与外延晶膜发生应变,以抵消二者之间的晶格失配,从而减少外延晶膜中的位错,提高晶膜的质量.但是人工制备性能优良的超薄基底往往需要较为复杂的工艺.另一方面,过渡金属硫族化合物由于其层状结构特性和层间较弱的范德瓦耳斯相互作用,是天然的柔性基底.本文介绍近几年来新发展的过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型及应用.以Au-MoS₂作为柔性基底外延生长的原型,结合密度泛函理论、线性弹性理论以及位错理论构建模型,并根据计算结果解释了早先利用透射电子显微镜观测到的Au薄膜在MoS₂上外延生长的相关实验现象.此外,本文还介绍了受到该理论模型启发的相关实验工作,特别是利用Au薄膜分离大面积、单层、高质量MoS₂的技术.最后,讨论了在该领域内值得关注和进一步探索的理论问题.     

二维过渡金属硫族化合物中的缺陷和相关载流子动力学的研究进展

原子级厚度的单层或者少层二维过渡金属硫族化合物因其独特的物理特性而被寄希望成为下一代光电子器件的重要组成部分.然而,二维材料的缺陷在很大程度上影响着材料的性质.一方面,缺陷的存在降低了材料的荧光量子效率、载流子迁移率等重要参数,影响了器件的性能.另一方面,合理地调控和利用缺陷催生了单光子源等新的应用,因此,表征、理解、...     

电荷密度波经典模型的分析

从Grüner的非线性方程出发,克服了原作者略去二阶微分项所带来的理论缺陷.依据稳定周期解的结果,推出了单段CDW的启动电场的阈值和各分段的滑行速度与外场成正比的关系,揭示出单段CDW遵循欧姆定律是Grüner非线性方程的固有性质.并将此结果用于多分段模型,最终导出CDW非线性电导的指数律和阈场,它们与实验公式一致,同时也说明了窄带噪声的来源.还就多分段的串联问题,提出了“弹性连接”机理的内力处理方法,得到了更为理想的结果. 关键词： CDW 非线性电导 指数律 强作用杂质 弱作用杂质 弹性连接     

电荷密度波与准一维导体

近年来,人们对准一维导体产生了浓厚的研究兴趣．由于实验上新材料的不断出现和理论上一些概念的逐步形成,准一维导体已成为固体物理学中的一个重要研究领域．七十年代人们较多地研究的电荷转移有机盐ＴＴＦ－ＴＣＮＱ,以及最近发现的过渡金属三硫化合物例如ＮｂＳｅ３和ＴａＳ３,都具有十分特殊的导电性能．它的深入研究具有很大的应用价值［１］．从结构上看,这种材料是由平行的原子或分子链组成的,导带中的电子被局域?...     

NbSe_3中滑动的电荷密度波

电荷密度波(CDW)的设想是由 peierls和 Froh.ltch在五十年代提出的.Peierls认为一维金属不稳定,周期性的晶格畸变使费米面出现能隙,结果变为绝缘体.晶格和电子电荷密度构成一个新的周期系统,其波长λ和原晶格周期a是有公度的,即a/λ是一个简单的有理分数.Frohlich考虑无公度的CDW,他认为整个CDW可以在晶格内滑动,从而提高了电导率.七十年代初,很多物理学家对准一维和准二维系统发生兴趣,结果发现了很多CDW材料,典型的有四硫富瓦烯(TTF)-四腈对苯醌二甲烷(TCNQ)有机金属导体,I1-TaS2,2H-TaSe2等层结构(1T表示一层三方的单胞结构,…     

过渡金属化合物中的竞争序与多体合作现象

文章简要介绍了过渡金属化合物所体现的层展现象和近几年作者所在研究组在几个不同过渡金属化合物系统开展的部分研究工作.     

过渡金属化合物中的竞争序与多体合作现象

文章简要介绍了过渡金属化合物所体现的层展现象和近几年作者所在研究组在几个不同过渡金属化合物系统开展的部分研究工作.     

密度泛函交换关联势与过渡金属化合物光学非线性的计算研究

在优化几何构型的基础上，对一系列强关联过渡金属化合物，采用密度泛函理论方法中各种 交换关联势计算了电子偶极矩、一阶光学极化率和一阶光学超极化率.考虑基组和频率影响 ，对比从头算MP2，HF方法及实验值，评价了各种交换关联势的计算表现.在此基础上，讨论 新的混合密度泛函交换关联势，以提高密度泛函理论方法计算含有过渡金属体系非线性光学 性质的精度. 关键词： 密度泛函方法 过渡金属化合物 非线性光学     

利用扫描隧道显微镜在溶液中直接观测过渡族金属硫属化合物

本文利用自制的溶液扫描隧道显微镜在溶液环境下直接观测到TiSe₂、MoTe₂和TaS₂样品的原子分辨率图像. 通过将单晶样品在溶液中直接解理,可以保护解理过的新鲜样品表面在几个小时内不会被严重污染. 利用自行搭建的溶液扫描隧道显微镜,首先观察到了TiSe₂活泼样品的原子分辨率图像,并观察到了TiSe₂表面所特有的点缺陷和三角形缺陷结构. 此外,还观察到了MoTe₂的原子分辨率超结构和TaS₂表面的电荷密度波结构. 结果表明：在室温、溶液环境下能更高效的研究过渡族金属硫属化合物等活泼样品的表面电子态结构,同样适用于溶液环境下的电催化和电化学研究.     

过渡族金属Mo的光学参数计算

用第一性原理方法得到了金属Ｍｏ的微观电子结构信息，并用电子结构信息精确计算了介质极化矩阵元，从而给出了Ｍｏ的介电常数虚部和光电导谱．理论结果与实验符合甚佳．     

电荷密度波超导体中的软声子和喇曼散射

基于Balseiro和Falicov的概念,我们用一个简单模型计算了电荷密度波(CDW)与超导共存系统中被电声子相互作用重整化的CDW振幅模式的谱函数A(ω),所得的A(ω)在ω≤2G(G为CDW带隙)区域有一个权重相当大的δ函数型的峰,而在ω>2(G²十△²)^1/2(△为超导能隙)区域是比较宽的连续谱,固定G,当△减少时峰的强度显著降低,但其位置仅有较小的变化;与此同时连续谱的权重增加,这些特点与Sooryakumar和Klein在电荷密度波超导体2H-Nbse₂中发现的喇曼出线的能隙模式的行为是一致的。 关键词：     

过渡金属轻元素化合物高硬度多功能材料的设计

过渡金属在元素周期表中占有特殊位置,它们有较多的价电子、较高的电子密度、丰富的价态,通过在其中引入硼、碳、氮等易形成强共价键的轻元素原子形成化合物,是寻找新型多功能材料的重要手段.随着第一性原理计算理论的发展、电子计算机计算能力的提升、对硬度微观机制的理解的深入以及特定条件下物质对应的结构的预测软件的成熟,使得设计过渡金属化合物高硬度/超硬度新型多功能材料成为可能,目前这方面已经有了大量的工作.本文介绍了以硬度为主要性能的新型过渡金属化合物的设计基础,以及过渡金属轻元素化合物的研究现状,并对存在的问题进行了简述,可为新型高硬度多功能过渡金属化合物的设计及合成提供参考.     

氮杂环化合物中1JCH与电荷密度的关系

本文用EHMO程序计算了氮杂环化合物中N-CH₂-R基团上C和H原子的S电子密度S_C^(o)和S_H^(o),对于吡啶盐系列S_C^(o)S_H^(o)等于1.172±0.006,对于咔唑系列S_C^(o)S_H^(o)等于1.162±0.015。实验指出,这两个系列化合物的NMR耦合常数¹J_CH分别为144±2Hz_o和135±2Hz对比计算结果和实验数据可以很好地解释¹J_CH不随取代基的改变而变化。