拓扑Weyl半金属简介

材料体系的拓扑量子行为是当前凝聚态物理研究的热点。作为一种新型拓扑量子态,Weyl半金属最近引起了人们的关注。文章以烧绿石结构铱氧化物A₂Ir₂O₇(其中A=Y或稀土元素)为例,介绍了Weyl半金属的奇特性质：Weyl点受拓扑保护稳定;Weyl半金属有着受拓扑保护的表面态,即非闭合的费米弧;Weyl半金属的反常霍尔效应与Weyl点的位置有关,和能带的细节无关;Weyl半金属特有的输运性质。文章还介绍了人们预言的几种Weyl半金属以及相关的实验进展。     

La0.67Ca0.33MnO3(001)薄膜表面结构的扫描隧道显微术研究

利用Scanning Tunneling Microscope(STM)和Scanning Tunneling Spectroscopy(STS)技术研究了La_0.67Ca_0.33MnO₃(001)表面性质,研究发现表面呈现多相分离现象,在锰氧终端面观察到了绝缘性的( 2 × 2 )R45°重构表面和金属性的(1×1)重构表面,在镧钙氧终端面,观察到了表面呈现条纹状结构.La_0.67Ca_{0.33 关键词： 镧钙锰氧薄膜 终端面 绝缘金属转变}     

Nb掺杂导致LaMnO_3绝缘体-金属转变的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,系统研究了Nb掺杂LaMn_(1-x)Nb_xO_3(x=0,0. 25,0. 5,0. 75)的结构和电磁性质.计算结果表明,所有的LaMn_(1-x)Nb_xO_3都稳定在正交结构. LaMn_(1-x)Nb_xO_3当x 0. 5时为A型反铁磁绝缘体,在x=0. 5和0. 75时为G型反铁磁金属.随着Nb掺杂量增加,当x=0. 5时掺杂电子占据导带的底部,系统产生绝缘体-金属转变.这意味着LaMn_(1-x)Nb_xO_3在电子器件上可能有重要的应用.另外,LaMn_(1-x)Nb_xO_3在x=0. 25和0. 75时出现了自旋玻璃行为.     

金属薄膜制备及物性测量系列实验

介绍了由模拟真空实验和“金属薄膜的制备”、“金属薄膜厚度的测量”、“金属薄膜电阻率的测量”,以及“金属薄膜生长过程的动态监测”等4个实验组成的金属薄膜制备与物性测量系列实验.这组实验与现代科学技术发展联系紧密,仪器设备可靠,操作简单,适合于普通物理实验阶段的研究性教学.     

无序双层六角氮化硼量子薄膜的电子性质

基于安德森紧束缚模型,本文研究了无序双层六角氮化硼量子薄膜的电子性质. 数值计算结果表明在双层都无序掺杂的情况下,六角氮化硼量子薄膜的电子是局域的, 其表现为绝缘体性质;而对于单层掺杂(无论是氮原子还是硼原子)的双层六角氮化硼量子薄膜, 在能谱的带尾出现了持续的迁移率边.这就说明在单层掺杂的双层六角氮化硼量子薄膜中产生了 金属绝缘体转变.这一结果证实了有序-无序分区掺杂的理论模型,为理解及调控双层六角氮化硼量子薄膜 的电子性质提供了有益的理论指导.     

金属玻璃液体中的强脆转变现象

强脆转变是玻璃形成液体在从低温到高温升温过程中由强性液体转变为脆性液体的现象,反之从高温到低温冷却过程即为脆强转变.由于其意味着液体的结构发生了某种快速、非连续的变化,强脆转变现象成为异常动力学的典型代表.自1999年《Nature》杂志首次报道了水的强-脆转变现象之后,液体的强脆转变现象就作为凝聚态物理和材料科学领域中的前沿和热点问题被广泛关注.越来越多的研究表明,强脆转变现象在金属玻璃形成液体中普遍存在.为阐明金属玻璃强-脆转变现象对于深入理解玻璃转变本质、探讨液固遗传微观结构特征、揭示晶化过程相互竞争规律、提高玻璃形成能力、促进金属玻璃制备和处理工艺标准化等方面的重要意义,综合评述了强脆转变现象在金属玻璃形成液体中的普遍性、特殊性、定量表征、热力学表现以及结构起源等研究领域的最新进展,并指出了该领域今后的发展方向.     

BaNb_xTi_(1-x)O_3薄膜的电学性质及结构相变(英文)

我们利用激光分子束外延设备(L MBE)在MgO上外延生长了一系列BaNbxTi1-xO3(0 相似文献   

分散良好的二氧化锡纳米团簇制备以及离子液体诱导金属绝缘相变调控研究

本文利用气相纳米团簇设备实现SnO_2纳米团簇的可控制备.高分辨透射电子显微镜用来分析SnO_2纳米团簇形貌及微观结构,结果表明制备的SnO_2纳米团簇分散良好,尺寸均匀(5～7 nm).通过门电压控制的离子液体实现对SnO_2纳米团簇金属绝缘转变的调控.结合第一性原理,从氧空位诱导电子占据角度系统分析了相应的调控机制.     

金属有机分解法制备的SrTiO3薄膜的光学特性

采用金属有机分解法（MOD）在石英衬底上沉积了SrTiO3薄膜。所制备的薄膜是晶格常数为a=b=c=3.90?的多晶结构。通过测量190—1100nm波段内的透射光谱，采用包络方法计算了薄膜的光学常数（折射率n和消光系数k）。结果表明，采用MOD方法制备的薄膜的折射率大于采用射频磁控溅射、溶胶—凝胶和化学气相沉积方法制备的薄膜的折射率；薄膜的折射率色散关系满足单振子模型，其中振子强度S0为0.88′1014m-2，振子能量E0为6.40eV；薄膜的禁带宽度为3.68eV。     

YBa2Cu3O7—x和GdBa2Cu3O7—x薄膜中的涡旋玻璃转变的观察

本给出了具有高密度孪晶界ｃ取向ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ外延薄膜存在涡旋玻璃转变及很好的标度行为的实验证据，在有ａ方向昌粒或４５°晶界的ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ外延薄膜中存在涡旋玻璃转变但在转变温度附近观察到磁通蠕动和热激活磁通流的某些特征。     

3d过渡金属在NiAl中的占位及对键合性质的影响

通过赝势平面波方法系统地研究了3d过渡金属元素在B2-NiAl中的占位以及对键合性质的影响.通过形成能得出Sc,Ti,V 和Zn元素优先取代NiAl中的Al位,而Cr,Mn,Fe,Co和Cu优先取代Ni位.通过分析晶格常数变化量、电荷聚居数、交叠聚居数以及价电荷密度分布, 讨论了晶格畸变和键合性质的变化.结果表明: 取代Al的Sc,Ti,V和Zn元素掺杂使NiAl中晶格发生畸变,这对NiAl键合性质的变化起着重要作用,这些掺杂元素与第一近邻Ni原子产生强烈的排斥作用,形成反键,同时它们之间发生较大的电荷转 关键词： NiAl金属间化合物 3d过渡金属 第一性原理 键合性质     

（La0．6Nd0．4）0．7Sr0．3MnO3薄膜的厚度依赖的结构与输运性

厚度为6～100 nm的(La0.6Nd0.4)0.7,Sr0.3MnO3(LNSMO)薄膜是由脉冲激光沉积生长在SrTiO3[STO(001)]衬底上.X-射线衍射(XRD)线扫描、ω-摇摆曲线和倒空间衍射显示,随着膜厚(t)的变化,薄膜的结构经历了由完全应变到部分弛豫的变化.电阻测量显示存在两个不同的厚度依赖的金属-绝缘体转变温度(Tp),对于应变的薄膜(t≤17 nm),Tp敏感地依赖于双轴应变和膜厚;而对较厚的薄膜(t≥35nm),Tp对于膜厚是较小敏感的.这个厚度依 赖的输运性的变化可被解释为菱形LNSMO的角度畸变诱导的应变和弛豫.我们的结果表明金属-绝缘体转变温度和相分离都受薄膜的应变态控制.     

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.     

金属纳米团簇复合薄膜Au/BaTiO3与Fe/BaTiO3的PLD制备及其光吸收特征

用脉冲激光沉积技术制备了掺杂纳米金属颗粒Au或Fe的BaTiO3复合薄膜.用透射电子显微镜和x射线光电子能谱表征了金属颗粒的形态和化学态.330-800nm范围的吸收谱研究表明,掺Au颗粒的BaTiO3薄膜在580nm附近有一个明显的共振吸收峰,而掺Fe颗粒的BaTiO3薄膜没有这样的吸收峰.用Mie散射理论对结果进行了分析.     

飞秒激光抽运探测热反射法对金属纳米薄膜超快非平衡传热的研究

随着微电子器件尺寸的减小、 工作频率的提高, 金属薄膜中电子与声子将处于非平衡状态, 这将导致微电子器件的热阻增大. 为准确地对这些微电子器件进行热管理, 电子-声子耦合系数的测量变得越来越重要. 本文采用飞秒激光抽运-探测热 反射法研究了不同厚度的金属纳米薄膜的非平衡传热过程. 通过抛物两步模型对实验数据进行拟合, 在拟合过程中引入电子温度与声子温度对反射率影响的比例关系, 从而优化了拟合结果. 通过对不同厚度的Ni膜与Al膜的电子-声子耦合系数的研究, 表明金属薄膜中的电子-声子耦合系数并不随薄膜厚度的改变发生变化. 实验结果还验证了探测光的反射率同时受到电子温度和声子温度的影响, 并通过数据分析量化了电子温度和声子温度对反射率的影响系数.     

钙钛矿型稀土镍酸盐RNiO3体系的金属-绝缘态相变研究进展

近年来钙钛矿型氧化物材料由于其丰富的光学、电学和磁学性能引起人们极大的关注,特别是钙钛矿型稀土镍酸盐RNiO₃(R为稀土离子,R≠La)体系,因具有许多独特的光学性能、不同寻常的电荷有序和磁有序排列以及陡峭的金属-绝缘态相变等,其在开关、热致变色器件和传感器等方面有着重要的应用价值。本文从钙钛矿型稀土镍酸盐RNiO₃体系的晶体结构出发,综合介绍RNiO₃体系在金属-绝缘态相变、磁电性质以及光学特性等方面的研究进展,并对M-I相变的物理化学机理进行初步的讨论。     

钙钛矿锰氧化物(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3体系中的铁磁再入现象

研究了(Nd1-xLax)0.5Ca0.5MnO3(0≤x≤0.5)体系的X射线衍射谱,Raman吸收谱和电输运特性.通过电输运性质的测量给出了金属绝缘转变温度Tm与A位离子平均半径之间的关联.结果表明,La3 离子的掺杂压制低温下的电荷有序,导致金属绝缘转变开始出现,且随掺杂浓度的增加,金属绝缘转变(MI)温度(Tm)向高温区移动,对应的峰值电阻率ρp降低.X射线衍射谱和电输运特性均表明,La3 离子的掺入使得A位平均离子半径(〈rA〉)增大,导致局部晶格畸变减小.在掺杂量0.3≤x≤0.5的区域范围内,随着x的增加,双交换作用逐渐增强,有利于低温下铁磁态的形成.但热循环实验的研究结果表明,这种铁磁态属于亚稳态,在能量上反铁磁态比铁磁态更稳定.     

金属薄膜表面化学反应活性中的量子尺寸效应

本文首先简要介绍了金属薄膜的量子尺寸效应及其对表面化学性质的影响,然后对Pb/Si体系量子尺寸效应的近期研究进行了综述,最后详细介绍了量子效应对表面化学反应活性的影响。扫描隧道显微镜观察表明:在Pb(111)单晶薄膜表面上的分子吸附和氧化反应随着薄膜厚度一个原子层一个原子层变化时会出现振荡现象。通过研究薄膜中量子阱态的形成、费米能级处电子态密度的变化与薄膜的表面反应活性之间的关系,我们从实验上直接定量地证明了量子尺寸效应对表面反应活性的调控作用。     

金属薄膜表面化学反应活性中的量子尺寸效应

本文首先简要介绍了金属薄膜的量子尺寸效应及其对表面化学性质的影响,然后对Pb/si体系量子尺寸效应的近期研究进行了综述,最后详细介绍了量子效应对表面化学反应活性的影响.扫描隧道显微镜观察表明:在Pb(111)单晶薄膜表面卜的分子吸附和氧化反应随着薄膜厚度一个原子层一个原子层变化时会出现振荡现象.通过研究薄膜中量子阱态的形成、费米能级处电子态密度的变化与薄膜的表面反应活性之间的关系,我们从实验上直接定量地证明了最子尺寸效应对表面反应活性的调控作用.     

应力作用下吸附过渡金属原子的蓝磷单层中的拓扑转变

本文通过第一性原理计算方法研究了被第四B族过渡金属吸附原子(Cr,Mo,W)修饰的蓝磷单层的电子结构性质,发现Cr修饰的蓝磷单层为磁性半金属,而Mo或W修饰的蓝磷单层为半导体,其带隙均小于0.2 eV. 对Mo或W修饰的蓝磷单层施加双轴压应力使得带隙先闭合再打开,且在此过程中发生了能带反转的现象,说明Mo或W修饰的蓝磷单层发生了拓扑转变. Mo和W修饰的蓝磷单层的拓扑转变压应力分别为-5.75%和-4.25%,其拓扑绝缘带隙分别为94 meV和218 meV. 如此大的拓扑绝缘带隙意味着在较高温度条件下有可能在蓝磷单层中通过吸附过渡金属原子实现拓扑绝缘态.