晶格各向同性应变对闪锌矿结构CrS和CrSe的半金属性和磁性的影响

采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法,对闪锌矿结构CrS和CrSe的电子结构进行自旋极化计算.闪锌矿相CrS和CrSe处于平衡晶格常数时为半金属性,它们的分子自旋磁矩都为4.00μ_B. 使晶体相对于平衡晶格在±10%的范围内发生各向同性应变,并计算闪锌矿相CrS和CrSe的电子结构.计算结果表明,闪锌矿相CrS和CrSe相对于平衡晶格的各向同性应变分别为-1%–10%和-4%–10%时仍然保持半金属铁磁性,并且分子总磁矩都稳定于4.00μ_B. 关键词： 各向同性应变 电子结构 半金属性 磁性     

含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算, 研究了含B原子空位(V_B), N原子空位(V_N), 以及含B–N键空位 (V_B+N)缺陷的二维氮化硼(h-BN)的电子和磁性质. 在微观结构上, V_B体系表现为在空位附近的N原子重构成等腰三角形, V_N体系靠近空穴的B 原子形成等边三角形, V_B+N体系靠近空穴处的B和N原子在h-BN平面上重构为梯形. 三种空位缺陷都使h-BN的带隙类型从直接带隙转变为间接带隙. V_B体系的总磁矩为1.0 μ_B, 磁矩全部由N原子贡献. 其中空穴周围的三个N原子磁矩方向不完全一致, 存在着铁磁性和反铁磁性两种耦合方式. 对于V_N 体系, 整个晶胞内的总磁矩也为1.0 μ_B, 磁矩在空穴周围区域呈现一定的分布. 关键词： 二维h-BN 空位 电子结构 磁性     

磁性薄膜的晶格结构和磁性

采用Monte-Carlo模拟方法对六边形、正方形和三角形晶格结构磁性薄膜的磁学特性及磁畴结构进行了模拟,结果表明,磁性薄膜的磁性特征及其磁相变温度和薄膜结构密切相关并存在临界膜厚,当薄膜厚度大于临界膜厚时薄膜磁性特征稳定.在低温区,不同结构磁性薄膜的磁滞回线均出现台阶现象,结果同相关实验一致.     

各向同性纳米结构Fe-Pt薄膜的结构和磁性

采用直流溅射和热处理技术制备了两个各向同性的纳米结构Fe-Pt永磁合金薄膜系列,并研究了它们的结构和磁性.研究表明,在富Fe双相纳米结构Fe-Pt永磁合金薄膜中,仅由硬磁的FePt相与软磁的Fe₃Pt相组成;在同一系列中,随Fe层厚度的增加,饱和磁极化强度和剩磁明显增大.由Kelly-Henkel图研究指出,在上述Fe-Pt纳米结构永磁合金薄膜中,磁相互作用主要由近邻纳米晶粒间的铁磁交换相互作用控制. 关键词： 磁性薄膜 纳米结构 矫顽力     

氧化物异质界面上的准二维超导

由于对称性破缺、晶格失配、电荷转移和空间限域等多自由度的协同关联作用,氧化物异质界面演生出许多与相应体材料所不同的物理性质,其中氧化物界面超导由于蕴含丰富物理内涵吸引了广泛的关注.近年来,得益于氧化物异质外延以及物性精准表征技术的迅猛发展,研究人员已经在多种氧化物异质界面上观测到了准二维的界面超导,并研究了与其相关的许多新奇量子现象,不仅推动了凝聚态物理研究的发展,也为界面超导走向实际应用奠定了重要基础.本文主要介绍和讨论氧化物界面上的准二维超导,以典型的LaAlO₃/SrTiO₃界面准二维超导及La₂CuO₄/La_1.56Sr_0.44CuO₄等铜氧化物界面超导为例,总结分析氧化物界面超导中新奇的物理现象,并指出该研究体系目前存在的一些问题,最后展望界面超导未来的发展方向.     

二维超导薄膜中拓扑缺陷数目与冷却速度关系研究

基于含时Ginzburg-Landau（TDGL）方程建立二维超导薄膜经历快速冷却后的拓扑缺陷数目与冷却速度的关系模型.采用差分法对此模型进行了数值模拟,计算出不同冷却速度下拓扑缺陷数目随着时间的变化关系.计算结果发现,在不同冷却速度下,缺陷数目随着时间的变化可以分为两个阶段：第一阶段缺陷数目较多,拓扑缺陷数目随时间急...     

Fe-Ni合金薄膜的结构和磁性

关键词：     

Fe1-xPdx合金电子结构和磁性的理论研究

Fe1-xPdx合金的磁性强烈地依赖于其结构以及Pd的相对含量.从第一性原理出发，用线性缀加平面波(LAPW)方法，分别计算了x=000，025，050，075，100的情况下，面心立方(fcc)和体心立方(bcc)结构的Fe1-xPdx合金的电子结构和基态磁性.随x的增大，fcc结构的Fe1-xPdx合金的磁性从铁磁性或者反铁磁性变为亚铁磁性，再从亚铁磁性变为铁磁性和顺磁性；bcc结构的Fe1-xPdx合金从铁磁性减弱到顺磁性，预言了fcc结构的Fe1-xPdx合金可能存在亚铁磁相.并较好地解 关键词： 合金 电子结构 磁性     

HgMnTe磁性二维电子气自旋-轨道和交换相互作用研究

通过分析不同温度下HgMnTe磁性二维电子气Shubnikov-de Hass（SdH）振荡的拍频现象，研究了量子阱中电子自旋 轨道相互作用和spd交换相互作用.结果表明：（1）在零磁场下，电子的自旋 轨道相互作用导致电子发生零场自旋分裂；（2）在弱磁场下，电子的自旋-轨道相互作用占主导地位，并受Landau分裂和Zeeman分裂的影响，电子的自旋分裂随磁场增加而减小；（3）在高磁场下，电子的spd交换相互作用达到饱和，电子的自旋分裂主要表现为Zeeman分裂.实验证明了当电子的Zeeman分裂能量与零场 关键词： 磁性二维电子气 Zeeman分裂 Rashba自旋分裂     

超导薄膜表面电阻测量新方法

本文报导一种测量高温超导薄膜微波表面电阻的新方法和测试装置.通过对加载两个不同蓝宝石的同一谐振腔进行测试,可以得到测试样品以外所有其它损耗对应的Q值.根据电磁场分布计算出谐振腔的结构参数G.用网络分析仪测量出谐振腔的无载Q值,便可计算出超导薄膜的微波表面电阻Rs.测量过程中既不会损伤超导薄膜样品,同时可以实现单片超导薄膜表面电阻的绝对测量,不需要校准件,测量简便可靠,精度高.     

Matching effect in superconducting NbN thin film with a square lattice of holes

A square hole array is fabricated over a micro-bridge of NbN thin film by electron beam lithography and reactive ion milling. Magneto-resistance is measured across the micro-bridge filled with a hole array near the superconducting transition temperature. It is found that magneto-resistance minima occur when the number of vortices is an integer multiple or a fractional multiple of the number of holes. The temperature and the current dependences of the matching effect are studied.     

氧气分压对TiO2薄膜结构、磁性及输运性质的影响

采用脉冲激光沉积技术在LaAlO_3(100)基片上制备了TiO_2薄膜,研究了氧气分压对薄膜结构、磁性与输运性质的影响.结构测量表明,TiO_2薄膜的结构与沉积过程中的氧气分压有关,氧气分压的增大有利于薄膜向锐钛矿相转变.磁性测量表明,在较高的氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现为顺磁性,在较低氧气分压下制备的TiO_2薄膜表现出明显的室温铁磁性,其铁磁性与氧空位有密切关系.输运测量进一步表明,TiO_2薄膜表现为半导体导电特性,在具有铁磁性的薄膜中还观察到了低温磁电阻效应.     

MoSi2薄膜电子性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法, 研究了四方MoSi₂薄膜的电子性质. 计算结果表明, 各种厚度的薄膜都是金属性的, 并且随着厚度的增加, 其态密度与能带结构都逐渐趋近于MoSi₂块体的特性. 通过对MoSi₂薄膜磁性的分析, 发现三个原子层厚的薄膜具有磁性, 其原胞净磁矩为0.33 μ_B; 而当薄膜的厚度大于三个原子层时, 薄膜不具有磁性. 此外, 进一步对单侧加氢饱和以及双侧加氢饱和结构下三原子层MoSi₂薄膜的电子性质进行了研究, 发现单侧加氢饱和的三原子层MoSi₂薄膜具有磁性, 其原胞净磁矩为0.26 μ_B, 而双侧加氢饱和三原子层MoSi₂薄膜是非磁性的. 双侧未饱和与单侧加氢饱和的三原子层MoSi₂薄膜的自旋极化率分别为30%和33%. 这些研究结果表明, 三原子层厚的MoSi₂ 超薄薄膜在悬空或者生长于基底之上时具有金属磁性, 预示着它在纳米电子学和自旋电子学器件等方面都有潜在的应用前景.     

多层高温超导薄膜研究

文中以LaAlO3为衬底,制作了一层Tl-2212高温超导薄膜,并在薄膜上生长一层较薄的CeO2缓冲层,然后再在上面生长一层Tl-2212高温超导薄膜。经过测量,研究了多层膜结构对超导薄膜临界电流密度的影响。结果显示,在缓冲层的结晶过程中超导薄膜的晶格受到影响,结晶过程中的处理很容易诱导上面一层Tl-2212超导薄膜产生杂相,导致临界电流密度降低。     

Multiferroic properties of sol-gel derived Bi5Fe1-xCoxTi3O15 thin films

Co-doped Bi 5 FeTi 3 O 15 thin films (BFCT-x,Bi 5 Fe 1-x Co x Ti 3 O 15) were prepared using a sol-gel technique.XRD patterns confirm their single phase Aurivillius structure,and the corresponding powder Rietveld analysis indicates the change of space group around x=0.12.The magnetic hysteresis loops are obtained and ferromagnetism is therefore confirmed in BFCT-x thin films.The remanent magnetization (M r) first increases and reaches the maximum value of 0.42 emu/cm 3 at x=0.12 due to the possible Fe 3+-O-Co 3+ ferromagnetic coupling.When x=0.25,the M r increases again because of the dominant Fe 3+-O-Co 3+ ferromagnetic coupling.The remanent polarization (2P r) of BFCT-0.25 was measured to be as high as 62 μC/cm 2,a 75% increase when compared with the non-doped BFCT-0 films.The 2P r remains almost unchanged after being subjected to 5.2 × 10 9 read/write cycles.Greatly enhanced ferroelectric properties are considered to be associated with decreased leakage current density.     

密封容器中后处理制备Tl2Ba2CaCu2Oy高温超导薄膜及其性能研究

以铝酸镧（001）单晶为基片，采用两步法制备Tl2Ba2CaCu2Oy（Tl 2212）高 温超导薄膜.首先，利用脉冲激光沉积（PLD）工艺沉积Ba2CaCu2Ox非晶前驱体薄膜；然后，前驱体薄膜在高温（720—850℃）下密封钢容器里铊化结晶形成Tl 2212薄膜.XRD结果表明Tl2212 薄膜是沿c轴方向生长的，其相组成为Tl 2212，摇摆曲线（0012）的半高宽为0.72° ，SEM图像显示其表面光滑平整，其零电阻温度为106.2K. 关键词： Tl 2212超导薄膜 脉冲激光沉积     

采用快速升温烧结方法生长Tl-1223超导薄膜的研究

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长Tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(Tl)源陪烧靶的配比对Tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的Tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明,采用合适配比的陪烧靶在氩气环境下可以制备出纯c轴取向的Tl-1223超导薄膜,充氧退火后的薄膜具有较好的电学性能,其临界转变温度T_(c onset)达到116K,临界电流密度达到1.5MA/cm~2(77 K,0 T).实验结果表明,采用这一新的烧结方法制备Tl系超导薄膜具有升降温时间和恒温时间短、生产成本低等特点.     

蓝宝石基片上制备大面积Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

在2英寸双面蓝宝石基片上采用CeO₂作为缓冲层制备了高质量Tl₂Ba₂CaCu₂O₈(Tl-2212)超导薄膜.以金属铈作为溅射靶材,采用射频磁控反应溅射法生长了c轴织构的CeO₂缓冲薄膜,并研究了不同生长条件对于CeO₂缓冲层的晶体结构及表面形貌的影响.超导薄膜采用直流磁控溅射和后热处理的方法制备.扫描电子显微镜(SEM)图像显示,超     

Half-Heusler合金NiMn1-xNbxSb的磁性和半金属稳定性

基于密度泛函理论的第一性原理计算,我们系统地研究了half-Heusler合金NiMn₁-_xNb_xSb的电子结构、磁性和半金属稳定性.结果表明合金的晶格常数和磁性分别很好地符合Vegard定理和S1ater-Pauling规则;当掺杂浓度为25%时,合金的费米面恰好位于其自旋向下带隙的中部.从而呈现最稳定的半金属性.此外,当前的研究也显示Ni-Mn和Ni-Nb之间的d电子杂化依赖于RKKY间接交换机制,共同贡献于合金的总磁矩.     

Multiferroic properties of solben gel derived Bi5Fe1-xCoxTi3O15 thin films

Co-doped Bi₅FeTi₃O₁₅ thin films (BFCT-x, Bi₅Fe_1-xCo_xTi₃O₁₅) were prepared using a sol—gel technique. XRD patterns confirm their single phase Aurivillius structure, and the corresponding powder Rietveld analysis indicates the change of space group around x=0.12. The magnetic hysteresis loops are obtained and ferromagnetism is therefore confirmed in BFCT-x thin films. The remanent magnetization (M_r) first increases and reaches the maximum value of 0.42 emu/cm³ at x=0.12 due to the possible Fe³⁺—O—Co³⁺ ferromagnetic coupling. When x = 0.25, the M_r increases again because of the dominant Fe³⁺—O—Co³⁺ ferromagnetic coupling. The remanent polarization (2P_r) of BFCT-0.25 was measured to be as high as 62 μC/cm², a 75% increase when compared with the non-doped BFCT-0 films. The 2P_r remains almost unchanged after being subjected to 5.2 × 10⁹ read/write cycles. Greatly enhanced ferroelectric properties are considered to be associated with decreased leakage current density.