原子簇La8-xBaxCuO6的原子磁矩和自旋极化的电子结构研究

利用MS-Xα方法研究了化合物La_2-yBa_yCuO₄的原子磁矩和自旋极化的电子结构.理论计算得到母相氧化物La₂CuO₄的Cu原子磁矩为0.37μ_B，与实验值0.48±0.15μ_B基本一致. 研究结果显示, 由于Ba原子对部分La的替代，使构成化合物的基本原子簇La_8-xBa_xCuO₆的 关键词： 电子结构 自旋极化 磁矩 态密度 超导电性     

薄膜厚度对La1.85Sr0.15CuO4薄膜结构和超导电性的影响

使用直流同轴磁控溅射法,在SrTiO₃(STO)衬底上成功制备出c取向的La_1.85Sr_0.15CuO₄(LSCO)超导薄膜.通过电输运测量系统和X射线衍射仪研究了薄膜厚度对LSCO(x＝0.15)薄膜电学性质和晶体结构的影响.实验证明随着膜厚增加,(006)衍射峰的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)逐渐减小,薄膜的取向性增强,与此同时,薄膜的超导转变温 关键词： 1.85Sr_0.15CuO₄薄膜')" href="#">La_1.85Sr_0.15CuO₄薄膜 超导电性 晶体结构     

过渡金属氧化物界面二维电子气及其超导电性研究

过渡金属氧化物异质界面形成的二维电子气(2DEG)因其丰富的物理性质而备受研究人员关注,其中最具代表性的是能带绝缘体LaAlO₃和SrTiO₃形成的界面.此界面高迁移率的2DEG展现出超导电性、铁磁性、超导和铁磁共存等性质,其他过渡金属氧化物界面系统也显示出高迁移率和类似的新奇量子现象.本文主要介绍过渡金属氧化物异质界面2DEG的超导电性及其研究进展,并着重展示近年来北京师范大学在本领域取得的研究成果.     

单层FeSe薄膜/氧化物界面高温超导

单层FeSe/SrTiO₃界面增强超导的发现为理解高温超导机理提供了一个新的途径,也为实现新的高温超导体开拓了新思路.本文通过在SrTiO₃（001）表面高温沉积Mg进而沉积单层FeSe薄膜,制备出了FeSe/MgO双层/SrTiO₃异质结.利用扫描隧道显微镜研究了异质结的电学及超导特性,观测到约14–15 meV的超导能隙,比体相FeSe超导能隙值增大了5–6倍,与K掺杂双层FeSe/SrTiO₃的超导能隙值相当.这一结果可理解为能带弯曲造成的界面电荷转移和界面处电声耦合共同作用导致的超导增强.FeSe/MgO界面是继FeSe/TiO₂之后的一个新界面超导体系,为研究界面高温超导机理提供了新载体.     

LaAlO3/SrTiO3异质界面磁场调控的反常金属态

自LaAlO₃/SrTiO₃异质界面发现高迁移率的二维电子气以来,其二维超导电性、界面磁性和自旋轨道耦合等诸多物理性质已经被广泛研究.对于二维超导体,零温下超导-反常金属相变的起源仍然是一个悬而未决的问题.传统理论认为在超导-绝缘量子相变中只存在2种基态,即库珀对的超导基态和绝缘基态.然而在研究超导颗粒膜中超导电性的演化与厚度和温度的关系时发现,存在一个中间金属态破坏了超导体和绝缘体之间的直接过渡.这种中间金属态的标志性特征是,在超导转变温度之下存在饱和的剩余电阻,与之对应的基态称作反常金属态.本文主要对在LaAlO₃/SrTiO₃(001)异质界面磁场诱导的超导-反常金属量子相变进行了系统的研究.在没有外加磁场的情况下,电阻-温度(R-T)曲线和电流-电压(I-V)特性曲线表明样品在超导转变温度之下处于超导态.外加磁场会导致样品在低温下出现饱和电阻、正的巨磁阻和低电流范围内的线性I-V曲线.另外,霍尔电阻在一定的磁场之下会出现零电阻平台,而此时纵向电阻不为零,表现出明显的玻色金属态的特征.研究结果...     

电子型掺杂高温超导体La2-xCexCuO4飞秒时间分辨动力学研究

利用飞秒时间分辨光抽运探测技术研究了电子型掺杂La_2-xCe_xCuO₄(LCCO)高温超导材料的准粒子超快动力学过程.得到低温(T<0.7T_c)、转变温度附近(0.7T_c≤T≤T_c)和高温(T>T_c)三个温区内的动力学行为.研究发 关键词： 电子型掺杂高温超导体 飞秒时间分辨 准粒子 声子瓶颈     

氧非正分La0.9Ba0.1MnO3-δ/SrTiO3:Nb p-n异质结的整流特性研究

利用脉冲激光沉积技术在掺Nb的SrTiO₃衬底上制备了氧非正分La_0.9Ba_0.1MnO_3-δ/SrTiO₃:Nb p-n异质结.在20—300K这一较宽的温度范围内获得了光滑的整流曲线.整流实验表明：该p-n异质结的正向扩散电压V_D随着温度升高在薄膜金属—绝缘转变温度附近出现极大值,表现出与氧正分La_0.9Ba_{0. 关键词： 0.9}Ba_0.1MnO_3-δ薄膜')" href="#">La_0.9Ba_0.1MnO_3-δ薄膜 锰氧化物p-n结 整流性质     

Zn,Ni,Mg高掺杂La1.85Sr0.15CuO4的晶体结构比较

对Zn,Ni,Mg高掺杂的La_1.85Sr_0.15CuO₄(LSCO)超导体的X射线衍射谱进行了仔细的分析,从而获得了各掺杂样品的晶格常量、原子结构参量及衍射的峰形参量,比较了不同掺杂所引起的晶体结构的差异,计算了由于掺杂所产生的晶格内部的微应变,结果表明非磁性金属Zn,Mg掺杂比磁性金属Ni掺杂更强烈地抑制了LSCO的超导电性可能与材料中晶格的微应变有关. 关键词： 1.85Sr_0.15CuO₄')" href="#">La_1.85Sr_0.15CuO₄ 磁、非磁掺杂 原子结构参量 晶格微应变     

低维超导的实验进展

超导自发现以来, 已成为凝聚态物理领域最重要的方向之一. 近年来, 低维材料制备技术的进步使得一维或二维的超导特性实验研究成为可能. 本文在简要介绍超导现象的基础上, 重点回顾了近些年二维超导薄膜和一维超导纳米线的制备和电输运研究, 以及在低维超导体中发现的相移、近邻效应、铁磁超导相互作用和高温超导等新奇的现象, 并对该领域的进一步发展做出了展望.     

Ti/Pr0.7Ca0.3MnO3/La0.67Sr0.33MnO3/Pt异质结电致电阻效应的改善

采用脉冲激光沉积技术制备了Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/Pt和Ti/Pr_0.7Ca_0.3MnO₃/La_0.67Sr_0.33MnO₃/Pt异质结并研究了La_0.67Sr_0.33MnO₃功能插层对异质结电致电阻特性的影响. 实验结果表明La_0.67Sr_0.33MnO₃功能层的引入有效提高了器件的电阻转变特性,尤其是电阻转变率和疲劳性得到了极大的改善. 对La_0.67Sr_0.33MnO₃插层改善电致电阻转变特性的机理进行了定性的分析. 关键词： 电致电阻效应 电阻转变比率 疲劳特性     

FeSe/SrTiO3高温超导体中的电子条纹相

单层FeSe/SrTiO₃中的界面超导增强是近年来高温超导领域的重要发现.该体系中SrTiO₃衬底对FeSe的超导增强机制已被广泛研究,其调控作用主要表现为两个方面:电荷掺杂和界面电声耦合.然而,关于FeSe薄膜本身的电子特性研究还不够充分.本文介绍该体系超导增强机制的新进展:FeSe薄膜中的电子条纹相及其与超导的关联.通过扫描隧道显微镜结合分子束外延生长技术,对不同厚度的FeSe薄膜进行了系统研究.我们发现FeSe薄膜中电子倾向于排成条纹状结构,并观测到该条纹相随层厚变化显现出从短程到长程的演化.条纹相是一种电子液晶态,它源于薄层FeSe中被增强的电子关联作用.表面电子掺杂一方面会减弱FeSe薄膜中的电子关联作用,逐渐抑制条纹相;另一方面会诱导超导相变,而剩余的条纹相涨落会对超导电性带来额外增强.我们的结果加深了对低维界面超导体系的认识,也揭示了FeSe薄膜本征的特异性,完善了对FeSe/SrTiO₃超导增强机制的理解.     

La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜的应变效应

采用脉冲激光沉积法分别在(100)LaAlO₃和(100)SrTiO₃基片上生长了La_0.33Pr_0.34Ca_0.33MnO₃薄膜,并通过磁测量和电输运测量对生长在不同基片上的La_0.33Pr_0.34Ca_0.33MnO₃薄膜的物性进行了研究.结果表明,基片和薄膜之间的压应力导致La_{关键词： 钙钛矿锰氧化物 相分离 电荷有序}     

Ca掺杂Nd1.85Ce0.15CuO4-δ体系的输运性质研究

为了研究Nd_1.85Ce_0.15CuO_4-δ体系中载流子的电荷性质，分别在Nd_1.85Ce_0.15CuO_4-δ中用Ca^2＋取代Nd^3＋制备了Nd_1.85-xCe_0.15Ca_xCuO_4-δ样品，在Nd₂CuO_{4-δ< 关键词：}     

铁磁性锰氧化物掺杂的ZnO压敏电阻性能研究

利用通常的电子陶瓷制备工艺制备了铁磁性锰氧化物La_07Sr_03MnO₃掺杂的ZnO陶瓷. 晶界处存在La_07Sr_03MnO₃(LSMO)和LaMnO₃(LMO)两种杂相. 样品中绝缘相LMO的含量显著影响着样品的电学性能. 掺杂后的样品仍具有一定的铁磁性. 在样品上施加磁场后,样品电阻值增加,表现为正磁电阻性质. 正磁电阻的出现,是由于磁场的存在 关键词： ZnO 压敏电阻 锰氧化物 正磁电阻     

二维InSe/SnSe2范德华异质结的电子结构和光学特性研究

本文构建了三种不同堆叠形式下的二维InSe/SnSe₂范德华异质结模型,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法综合考察了二维InSe/SnSe₂三种不同堆叠情况下的几何构型及稳定性,在此基础上选取具有最稳定性能的构型.该异质结呈现出Ⅱ型能带对齐特征,带隙值为1.118 eV,可以实现电子-空穴的有效分离.另外,相比与单层二维InSe/SnSe₂范德华异质结的光吸收能力达到明显提升,在紫外光范围内吸收系数达到10~6 cm^-1.研究结果将为相关物理实验及机理研究提供理论基础,对二维InSe/SnSe₂范德华异质结在光电器件中的应用具有重要的物理意义.     

La2/3Ca1/3MnO3/Eu2CuO4/La2/3Ca1/3MnO3磁性隧道结的制备与表征

采用磁控溅射，紫外线光刻和离子束刻蚀制备了La_2/3Ca_1/3MnO₃/Eu₂CuO₄/La_2/3Ca_1/3MnO₃磁性隧道结.通过对获得的磁性隧道结的I-V特性测量，发现非线性的I-V特性，显示结样品的隧穿特性.有趣的是发现在电极材料La_2/3Ca_1/3MnO₃的金属-绝缘体转变温度(Tp)以下，I-V曲线出现一个跳变.随着温度降低，开始出现跳变的临界电流增大，但是跳变都发生在同样的电压下～209mV.当电流增大或减小在跳变点附近出现回滞.这一跳变只发生在铁磁金属态，表明这是一个磁性相关联的效应，可能对应一种新的磁性开关过程.虽然，目前对这一现象背后的物理机理还不清楚，但是，这一现象有可能在未来自旋电子学器件方面具有潜在的应用价值. 关键词： 庞磁电阻 磁性隧道结 开关效应     

顺磁性La2/3Sr1/3MnO3层对Bi0.8Ba0.2FeO3薄膜多铁性能的影响

界面效应在提升异质结构材料的多铁性能方面有着重要的作用. 本文采用脉冲激光沉积技术在SrTiO₃(STO)基片上制备了Bi_0.8Ba_0.2FeO₃(BBFO)/La_2/3Sr_1/3MnO₃(LSMO)异质结. X-射线衍射图谱表明异质结呈现单相外延生长, 利用高分辨透射电镜进一步证实了BBFO为四方相结构. X-射线光电子能谱证实异质结中只存在Fe³⁺ 离子, 没有产生价态的变化, 揭示了异质结铁电和铁磁性的增强与BBFO/LSMO的界面有关. 同时, 测试了磁电阻(MR)和磁介电(MD), 当磁场强度为0.8 T, 温度为70 K时, MR约为-42.2%, MD约为21.2%. 并且发现在180 K时出现磁相的转变. 实验结果揭示出异质界面效应在提升材料的多铁性和磁电耦合效应方面具有超常的优点, 是加快多铁材料实际应用的有效途径.     

La2CuO4在平行CuO2面磁场中的磁转变

本文在平均场近似下,给出一个关于在平行CuO₂面的磁场作用下,La₂CuO₄的磁转变理论。理论给出的临界磁场随温度T的变化,在定性上与实验相符。但是,从本文理论看,不存在多重临界点。简单讨论了理论和实验不符合的原因。 关键词：     

MoS2/SiO2界面黏附性能的尺寸和温度效应

探索二维材料与其衬底之间的黏附性能对于二维材料的制备、转移以及器件性能的优化至关重要.本文基于原子键弛豫理论和连续介质力学方法,系统研究了尺寸和温度对MoS₂/SiO₂界面黏附性能的影响.结果表明,由于表面效应引起的热膨胀系数、晶格应变和杨氏模量的变化, MoS₂/SiO₂界面黏附能随MoS₂厚度的减小而增大,而热应变使MoS₂/SiO₂界面黏附能随温度的升高而逐渐降低.此外,预测了在不同尺寸和温度下MoS₂在SiO₂衬底上的“脱落”条件,系统阐述了MoS₂与SiO₂衬底之间黏附性能的物理机制,为基于二维材料电子器件的优化设计提供了理论基础.     

准一维Cr基超导体RbCr3As3的超导能隙

RbCr₃As₃是具有[（Cr₃As₃）^-]_∞线性链的准一维超导体,超导转变温度约为6.6 K.对RbCr₃As₃单晶进行了电输运和极低温热输运性质的研究.低温下,拟合了RbCr₃As₃正常态电阻率随温度的变化,发现其满足费米液体行为.通过拟合超导转变温度随磁场的关系,得到RbCr₃As₃单晶的上临界场约为25.6 T.对RbCr₃As₃进行了零场下的极低温热导率测量,得到其剩余线性项为7.5 μW·K^-2·cm^-1,占正常态热导率值的24%.测量不同磁场下RbCr₃As₃的热导率,发现与单带s波超导体相比较,RbCr₃As₃剩余线性项随磁场增加相对较快.这些结果表明RbCr₃As₃单晶很可能是有节点的非常规超导体.