YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_z体系的Co,Zn共同掺杂效应

本文报道通过对YBa_2Cu_(1-x)Co_x(Cu_(1-y)Zn_y)_2O_x(0≤x,y≤0.1)体系晶体结构、氧含量、正常态电阻-温度关系、Hall效应以及超导临界温度等的综合测量,发现随着Co和Zn含量的增加,体系经历了从正交结构的超导金属向四方结构的非超导半导体的转变,超导临界温度T_c和载流子浓度n_h均迅速下降,Co和Zn的同时掺杂效应不是两者分别掺杂效应的简单叠加,而是存在着强烈的相关性。实验结果表明,Cu-O链与Cu-O平面之间的相互耦合对体系的电子输运性质和超导电性有着重大影响。还对载流子特性以及T_c与n_h之间的关系作了初步探讨。     

块体TaP 极大磁阻及量子振荡特性研究

Weyl 半金属因其载流子满足外尔运动方程, 表现出高迁移率、 极大磁阻等新奇量子物性, 从而在无耗散电子器件应用中具有广泛应用前景. 在本文中, 我们系统研究了块体 TaP 样品的磁电输运特性, 获得了高达106 %极大的磁阻特性和显著的SdH 振荡特性. 结合TaP 样品载流子随温度的变化行为, 我们进一步揭示了块体TaP 样品的极大磁阻的物理起源, 在低温下, 其主要来源于样品费米面附近近似补偿的空穴和电子, 而在高温下则主要来源自块体TaP 样品中增强的电子散射作用. 我们的实验结果为理解 Weyl 半金属新奇量子输运特性和器件设计开发提供了实验参考.     

光子重吸收对硅片的光载流子辐射特性影响的理论研究

光载流子辐射技术已广泛应用于半导体材料性能的表征,本文基于一种包含光子重吸收效应的光载流子辐射理论模型,对单晶硅中光子重吸收效应对光载流子辐射信号的影响进行了详细的理论分析.分析结果表明,光子重吸收效应对光载流子辐射信号的影响主要取决于样品掺杂浓度、过剩载流子浓度和过剩载流子的分布.由于过剩载流子浓度及其分布与材料电子输运特性密切相关,电子输运参数的变化将导致光子重吸收效应的影响随之变化.进一步分析了光子重吸收效应对具有不同电子输运特性的样品的电子输运参数的影响,并提出了减小光子重吸收效应影响的方法.     

基于赫斯勒合金Co_2MnSi电极的磁性隧道结呈现巨磁阻效应（英文）

本文基于电子密度泛函理论计算和非平衡态格林函数技术研究了具有三明治结构的磁性隧道结构(非极化SrTiO_3薄层被夹在两个赫斯勒合金Co_2 MnSi电极之间)的自旋极化输运特性.理论计算结果清楚地表明磁平行组态的磁性隧道结呈现出几乎完美的自旋过滤效应.磁反平行组态的隧穿系数比磁平行组态的隧穿系数小几个数量级,导致体系的磁阻比高达10~6.电子结构计算分析表明该磁性隧道结的巨磁阻效应源自赫斯勒合金Co_2MnSi电极内在的半金属性、以及阻挡层和电极之间界面处过渡金属原子3d电子的显著自旋极化.     

从对Cu的取代看YBa2Cu3O7-y中Cu-O平面和Cu—O链的作用

通过测量YBa₂Cu_3-xM_xO_7-y(M=Zn,Ni,x=0,0.025,0.05,0.075,0.1,0.15,0.2,0.3)系列样品的晶体结构、正常态电子输运性质、超导电性以及O含量,给出了Zn择优取代Cu(2)的更直接证据;同时,观察到掺Zn系统中的由正交相Ⅰ到正交相Ⅱ的结构相变以及Ni取代Cu带来的电子局域化效应。研究结果表明,具有正二价态的Zn对Cu(2)具有择优取代性,而具有正二价和正三价的Ni并不具有明显的择优取代。对Cu(2)的取代引起超导临界温度的显著变化,但对正常态电子输运性质的影响不明显;对Cu(1)的取代更显著地影响了晶体结构和正常态电子输运性质,同时对T_c产生抑制,我们认为,YBa₂Cu₃0₇中的高温超导电性以及正常态输运性质是由CU-O平面和Cu-0链共同承担,而Cu-O平面和Cu-0链之间的耦合强度决定着该系统的超导电性的强弱。 关键词：     

电子关联效应对平行双量子点系统磁输运性质的影响

从理论上研究了平行双量子点系统中的电子关联效应对该系统磁输运性质的影响. 基于广义主方程方法, 计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻. 计算结果表明: 电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻, 而电子库仑关联效应不仅可以压制电子自旋关联效应, 还可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现. 对相关的基本物理问题进行了讨论.     

晶界效应对钙钛矿La_(0.7)Ba_(0.3)MnO_3多晶材料的磁输运特性的影响(英文)

本文通过比较La0.7Ba0.3MnO3多晶和外延薄膜样品磁输运行为之间的差异,讨论了晶界对多晶样品输运特性的影响,并计算了晶界电阻率随温度和磁场的变化关系.与晶粒的本征电阻率相比,晶界的电阻率要大一个量级,并且其金属-绝缘转变温度低约50K.此外,在晶界中观察到了新奇的正磁阻效应.我们认为,晶界在其转变温度附近出现了相分离现象,并形成铁磁金属渗流通道.由于晶界的特殊构型,Ba掺杂锰氧化物材料中大的磁致伸缩效应对其输运行为影响很大,导致了晶界中正磁阻现象的出现.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)四方向正交过渡的物相结构、电子结构和超导电性的研究

本文对单相YBa_2Cu_3O_(7-y)在不同温度淬火所得系列样品进行了X射线衍射分析物相结构分析和X光电子能谱电子结构分析以及电阻-温度特性测试和液氮温度下样品的电流密度与样品的电阻恢复率的关系曲线测试,讨论了样品的物相结构的相变过程、电子结构与超导电性的关系。     

Fe和Co离子在YBCO中团簇效应的理论和实验研究

通过数值模拟计算和正电子湮没等方法,系统研究了磁性离子Fe和Co掺杂的YBCO系列样品,结果表明,小掺杂量时离子以分散形式存在,随着掺杂量增大,离子以不同的团簇形式进入晶格,并通过团簇带入氧离子.在Cu-O链区域六离子团簇出现的几率最大,团簇效应抑制了空穴载流子的产生及其向CuO2面区域的转移,弱化了载流子库的功能.然而由于它们仅间接影响了电子的配对和输运,因而对超导电性抑制较弱.另外,通过与非磁性离子掺杂效应等因素比较,显示出Fe和Co掺杂对超导电性抑制与其磁性没有直接关联.     

半磁半导体的输运性质和杂质态

半磁半导体是一类新型的半导体材料．本文主要阐述ｓｐ－ｄ交换相互作用对半磁半导体（ＳＭＳｃ）中输运特性和杂质行为的影响，讨论了量子输运特性，巨大负磁阻效应，磁场感生的金属─绝缘体转变等一系列新的物理效应以及束缚磁极化子的形成．     

单层碳纳米管的磁输运特性

依据磁场中Boltzmann输运方程及单层磁纳米管(SWNTs)的能量色散关系,对单个SWNTs中轴向磁场诱发的低温磁阻进行了数值计算.分析表明:当电子以低能输运时,SWNTs的磁阻有明显的Aharonov-Bohn(A-B)效应,与并SWNTs的能隙相对应.     

AlxGa1-x N/GaN调制掺杂异质结构的子带性质研究

通过低温和强磁场下的磁输运测量研究了Al_0.22Ga_0.78N/GaN调制掺杂异质结构中2DEG的子带占据性质和子带输运性质.在该异质结构的磁阻振荡中观察到了双子带占据现象，并发现2DEG的总浓度随第二子带浓度的变化呈线性关系.得到了该异质结构中第二子带被2DEG占据的阈值电子浓度为7.3×10¹²cm^-2.采用迁移率谱技术得到了不同样品的分别对应于第一和第二子带的输运迁移率.发现当样品产生应变弛豫时第一子带的电子迁移 关键词： AlGaN/GaN异质结 二维电子气 子带占据 输运迁移率     

Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O体系的氧空位、局域化和超导电性

本文讨论了热处理过程对浇铸退火方法制备的 Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O 样品的电子输运性质和超导电性的影响.分析了发生非金属-金属(超导)转变的物理过程.指出无论是原子的无序分布,还是氧空位所引起的无规势场增强,都会导致电子局域化增强,使得样品金属性减弱和超导转变温度降低.     

SnSe_2的忆阻及磁阻效应

忆阻和磁阻效应在当前电子信息存储领域都有着广泛的应用.近年来,硫族化合物SnSe_2作为一种同时具有忆阻与磁阻效应的存储材料,受到广大科研工作者的关注,该材料的电输运机理的深入探索具有十分重要意义.本文采用熔融法结合放电等离子烧结技术成功制备了高纯度的SnSe_2块体材料,测量了不同温度、不同磁场条件下的电流-电压特性曲线,系统地研究了其忆阻与磁阻效应.研究表明:不同温度下的忆阻特征可被归结为缺陷控制下的空间电荷限制电流效应;温度降低导致忆阻现象减弱,这与低温下杂质电离较弱导致可接受注入载流子的缺陷变少从而空间电荷限制电流效应变弱有关.同时发现,样品在低温下呈现较大的负磁阻效应,这是因为在低温下杂质散射占主导作用,电子在传导时会受到杂质的多重散射导致载流子局域化,负磁阻效应与磁场对载流子局域化的抑制作用有关;随着温度升高,散射机制逐渐由杂质散射转变为晶格散射为主,负磁阻效应逐渐转变为正磁阻效应.     

赝配InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构的Shubnikov-de Haas振荡

赝配InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构可以获得很高的电子气面密度和电子迁移率，从而可以制成具有优越高频和低噪声特性的高电子迁移率晶体管(HEMT).文中报道InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构低温下纵向和横向磁阻随磁场强度变化的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和量子Hall效应.对SdH振荡曲线作了快速傅里叶变换，获得了二维电子气的能带结构和各能带上的电子气面密度.分析比较了顶层InGaAs不同掺杂情况对SdH振荡的影响，结果发现顶层InGaAs重掺杂，会对表面态起屏蔽作用， 关键词：     

急冷Al-Si超导合金的负磁阻效应

本文研究了热处理对急冷(快速淬火)Al-11.3at％Si共晶合金的微观结构和超导电性的影响。实验发现100℃/50hr退火样品在超导-正常转变区内有负磁阻效应,这表明在这种样品中存在两个超导相。 关键词：     

基于赫斯勒合金Co2MnSi电极的磁性隧道结呈现巨磁阻效应

本文基于电子密度泛函理论计算和非平衡态格林函数技术研究了具有三明治结构的磁性隧道结构(非极化SrTiO₂薄层被夹在两个赫斯勒合金Co₂MnSi电极之间)的自旋极化输运特性. 理论计算结果清楚地表明磁平行组态的磁性隧道结呈现出几乎完美的自旋过滤效应. 磁反平行组态的隧穿系数比磁平行组态的隧穿系数小几个数量级,导致体系的磁阻比高达10⁶. 电子结构计算分析表明该磁性隧道结的巨磁阻效应源自赫斯勒合金Co₂MnSi电极内在的半金属性、以及阻挡层和电极之间界面处过渡金属原子3d电子的显著自旋极化.     

氧含量对Fe掺杂YBCO体系中载流子局域化与离子团簇效应的影响

对YBa₂Cu_3-xFe_xO_y（x=00，01，02 ）和YBa₂Cu_2.8Fe_0.2O_y（y=705—653 ）系列样品的氧含量、霍尔系数和超导电性进 行了系统的研究.结果表明，氧含量的变化对样品中载流子的输运和转移及超导电性有重要 影响；适当增加氧含量可以减缓Cu(1)位元素替代对超导转变温度T_c的抑制；在 CuO₂面上参与输运的载流子（空穴）浓度是影响样品超导电性的关键因素.从电 荷转移模型出发 ，结合掺杂离子引起的载流子局域化和离子团簇效应，对载流子浓度随掺杂量和氧含量的变 化从微观结构方面进行了讨论.元素替代量的增加或者氧含量的降低（相同替代量的情况下 ）都将导致Cu-O链区的有效氧空位增多，导致替代元素的离子团簇效应和载流子局域化效应 趋于增强，这是引起参与输运的载流子浓度下降，进而导致T_c降低的主要原因. 关键词： 氧含量 霍尔系数 载流子局域化 离子团簇效应     

AlxGa1-xN/GaN调制掺杂异质结构的子带性质研究

通过低温和强磁场下的磁输运测量研究了Al0.22Ga0.78N/GaN调制掺杂异质结构中2DEG的子带占据性质和子带输运性质.在该异质结构的磁阻振荡中观察到了双子带占据现象,并发现2DEG的总浓度随第二子带浓度的变化呈线性关系.得到了该异质结构中第二子带被2DEG占据的阈值电子浓度为7.3×1012cm-2.采用迁移率谱技术得到了不同样品的分别对应于第一和第二子带的输运迁移率.发现当样品产生应变弛豫时第一子带的电子迁移率骤然下降,而且第二子带的电子迁移率远大于第一子带的电子迁移率.用电子波函数分布和应变弛豫时的失配位错散射解释了上述现象.同时进一步说明了界面粗糙散射和合金无序散射是决定AlxGa1-xN/GaN异质结构中2DEG迁移率的主要散射机理.     

人工金属超晶格(Ⅰ)

本文系统地讨论人工金属超晶格的制备、表征和物理性质,包括磁性、输运特性和超导电性。第一部分重点谈样品制备和异常磁性。