垂直各向异性Ho3Fe5O12薄膜的外延生长与其异质结构的自旋输运

垂直磁各向异性稀土-铁-石榴石纳米薄膜在自旋电子学中具有重要应用前景.本文使用溅射方法在(111)取向掺杂钇钪的钆镓石榴石(Gd_0.63Y_2.37Sc₂Ga₃O₁₂,GYSGG)单晶衬底上外延生长了2—100 nm厚的钬铁石榴石(Ho₃Fe₅O₁₂,HoIG)薄膜,并进一步在HoIG上沉积了3 nm Pt薄膜.测量了室温下HoIG的磁各向异性和HoIG/Pt异质结构的自旋相关输运性质.结果显示,厚度薄至2 nm的HoIG薄膜(小于2个单胞层)在室温仍具有铁磁性,且由于外延应变,2—60 nm厚HoIG薄膜都具有很强的垂直磁各向异性,有效垂直各向异性场最大达350 mT;异质结构样品表现出非常可观的反常霍尔效应和“自旋霍尔/各向异性”磁电阻效应,前者在HoIG厚度小于4 nm时开始缓慢下降,而后者当HoIG厚度小于7 nm时急剧减小,说明相较于反常霍尔效应,磁电阻效应对HoIG的体磁性相对更加敏感;此外,自旋相关热电压随HoIG厚度减薄在整个厚度范围以指数方式下降,说明遵从热激化磁振子运动规律的自旋塞贝克效应是其主要贡献者.本文结果表明HoIG纳米薄膜具有可调控的垂直磁各向异性,厚度大于4 nm的HoIG/Pt异质结构具有高效的自旋界面交换作用,是自旋电子学应用发展的一个重要候选材料.     

La0.825Sr0.175MnO3薄膜自旋输运特性研究

本文通过固相反应方法制备了具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物La0.875Sr0.125MnO3(LSMO)块材,并用磁控溅射方法在LaAlO3衬底上生长了厚度为50nm的单晶薄膜.X射线衍射仪分别对LSMO块材和薄膜材料进行分析,表明薄膜和衬底具有相同的钙钛矿结构;通过研究该薄膜光诱导效应和磁场下输运行为,发现其输运性质明显改变,表明外场改变体系的电子自旋输运特性,引起双交换作用减弱和增强,分别导致电阻率的增加和减小.     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Bi₄Ti₃O₁₂和Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜，研究了La掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响，发现La掺杂没有改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构，并且提高了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能，对La掺杂改善Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜性能的机理进行了讨论. 关键词： 铁电性能 4Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂薄膜 3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜 sol-gel法 La掺杂     

六配位FeN6自旋翻转化合物的自旋输运特性

本文采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法,研究了六配位FeN₆的自旋输运特性. 理论计算结果表明在外场(如光辐射)作用下通过改变配体与磁芯间键长来实现磁体的高低自旋之间的转换. 基于计算得到的透射谱和伏安曲线,发现通过高自旋态分子结的电流显著大于低自旋态磁体,且通过高自旋态分子结的输运特性由自旋向下的电子提供主要贡献. 理论预测出来的分子开关和自旋过滤效应表明此类铁基六配体自旋翻转化合物可用于分子自旋电子学器件设计.     

Y3-xBixFe5O12的晶体生长

本文讨论了Y₂O₃-Fe₂O₃-Bi₂O₃-PbO·0.2B₂O₃赝四元系相图的得出与运用;用Bi₂O₃-PbO-B₂O₃做助熔剂,获得了磁性石榴石Y_3-xBi_xFe₅O₁₂单晶(0≤x≤1.2);还论述了Bi-YIG晶体内Bi含量与助熔剂熔液成份的关系。 关键词：     

La0.82Te0.18MnO3薄膜的输运特性和光诱导效应

用脉冲激光沉积法制备了非金属Te掺杂的钙钛矿锰氧化物La_0.82Te_0.18MnO₃单晶薄膜.该薄膜从83 K升温至373 K过程中发生金属-绝缘体相变，转变点温度为283 K.其电阻率在T<T_MI时符合电子-电子、电子-磁振子散射公式；在T>T_MI时为小极化子输运.薄膜在低温段连续激光(波长为532 nm，40 mW)作用下电阻率显著增大，电阻变化率在253 K达到最大值51.1%,该变化率远大于相同条件下的空穴掺杂材料；在高温段产生了较小的光电导，电阻变化率小于10%.这些现象主要与激光激励下自旋系统和小极化子的变化有关.La_0.82Te_0.18MnO₃薄膜在激光诱导下具有明显的与自旋相关的弛豫现象.激光开始作用时薄膜电阻率随时间的变化符合指数关系. 关键词： 0.82Te_0.18MnO₃薄膜')" href="#">La_0.82Te_0.18MnO₃薄膜 光诱导 输运特性 电子掺杂     

四方和正交YBa2Cu3O7-x体系的输运性质

测量了一系列在不同淬火温度下制得的单相YBa₂Cu₃O_7-x样品的电阻和热电势率。热电势率与温度的关系表明,在正交结构的超导体中,存在声子曳引峰,而在四方结构的样品中,声子曳引峰消失,说明电-声子相互作用对超导电性有影响。根据热电势率数据,估算了样品的费密能和载流子浓度。 关键词：     

(La1-xCex)2/3Ca1/3MnO3体系的结构和输运性质研究

关键词：     

Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用sol-gel工艺, 在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基Bi_{4Ti3O12铁电薄膜. 研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性. 研究表明: Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势; 退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi关键词： sol-gel法 铁电薄膜 4Ti3O12')" href="#">Bi4Ti3O12 C-V特性}     

橙红色荧光粉Ca3Y2Si3O12：Sm3+的制备及发光特性

采用高温固相法在1 400 ℃下经二次煅烧合成了橙红色荧光粉Ca₃Y_2-xSi₃O₁₂：xSm³⁺,研究了Sm³⁺离子掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。XRD结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂。荧光光谱分析表明,Ca₃Y₂Si₃O₁₂：Sm³⁺硅酸盐荧光粉可以在320~500 nm范围内得到有效激发,并发射橙红光。在402 nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于562 nm（⁴G_5/2→⁶H_5/2）、598 nm（⁴G_5/2→⁶H_7/2）和646 nm（⁴G_5/2→⁶H_9/2）,其中598 nm处峰值最大。改变Sm³⁺离子掺杂浓度发现：荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Sm³⁺掺杂量x（Sm³⁺）为5%,浓度猝灭机理为离子间的相互作用。讨论了几种助熔剂的影响,NH₄F、CaF₂和NaCl均降低荧光粉的发光强度,只有H₃BO₃能够显著增强样品的发光,其最佳掺杂质量分数为1%。     

Y3Fe5O12(YIG)/Pt异质结构中基于超快自旋塞贝克效应产生太赫兹相干辐射研究

铁磁/非磁异质结构中的超快自旋流-电荷流转换实现相干太赫兹辐射得到了广泛研究.热自旋电子学结合了热输运与磁输运,可以有效地产生和探测自旋的非平衡输运.本文利用飞秒激光脉冲激发铁磁绝缘体钇铁石榴石(Y₃Fe₅O₁₂, YIG)/Pt异质结构,通过超快自旋塞贝克效应(SSE)产生太赫兹(THz)相干辐射.实验中, THz脉冲的相位随外加磁场和激光入射样品顺序的反转而反转,表明THz辐射与界面温度梯度的方向密切相关.为了考察界面对THz辐射性能的影响,系统地研究了YIG/Pt异质结构不同退火处理后的THz辐射情况.实验发现,生长在Gd₃Ga₅O₁₂(GGG)衬底上的YIG/Pt经退火处理后再原生一层Pt膜,其THz辐射强度提高了一个数量级.归因于退火后增强了YIG/Pt界面的自旋混合电导率.此外,还研究了生长在高阻Si衬底上退火后优化结构的能量密度与THz辐射强度的关系,拟合得到饱和能量密度约为1.4 mJ/cm².实验结果表明, YIG/...     

Y3Fe5-xMnxO12的磁结构和磁性能

对多晶Y₃Fe₃Fe_5-xMn_xO₁₂(x=0.05和0.09),得到300K下的中子衍射曲线。发现当x=0.05时,Mn³⁺离子占据16a和24d位置的几率分别为0.72和0.28;当x=0.09时,Mn³⁺离子全部占据16a位置;还得到两种组分16a和24d位置各自的磁矩值。在外磁场(800—10KOe)下测量Y₃Fe_5-xMn_xO₁₂(x=0—0.11)的磁化曲线,温度范围是1.5—300K。得到饱和磁矩值;并利用趋近饱和定律确定1.5K下的磁晶各向异性常数k₁值,发现|k₁|值随含锰量增加而减小。 关键词：     

Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用Sol-Gel工艺低温制备了Si基Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、介电特性与铁电性能的影响.500℃退火处理的Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜未能充分晶化，晶粒细小且有非晶团聚，介电与铁电性能均较差.高于550℃退火处理的Bi_3.25La_{0.75 关键词： 铁电薄膜 3.25}La_0.75Ti₃O₁₂')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂ Sol-Gel工艺     

SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合铁电薄膜. 研究了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi₄Ti< 关键词： 2Ta₂O₉')" href="#">SrBi₂Ta₂O₉ 4Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 复合铁电薄膜 溶胶凝胶工艺     

Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15,共生结构铁电材料拉曼光谱研究

在常温下，对La掺杂共生结构铁电陶瓷Bi_4-xLa_xTi_3O_12-SrBi_4-yLayTi_4O_15［BLT-SBLT(x+y),x+y= 0.00, 0.25,0.50,0.75,1.00,1.25,1.50］进行了拉曼光谱研究.结果表明，在掺杂量低于0.50时，La只取代类钙钛矿层中的Bi，当掺杂 量高于0.50后，部分La开始进入(Bi_2O_2)^2+层. La取代(Bi_2O_2)^2+层中的部分Bi以后，(Bi_2O_2)^2+层结构发生变化 ，原有的绝缘层和空间电荷库的作用减弱，导致材料剩余极化下降. La掺杂量增至1.50时，样品出现弛豫铁电性，这与30cm^-1以下模的软化相对应，说明La掺杂可引起材料 的结构相变. 关键词： Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15 La掺杂 声子模 拉曼频移     

Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管制备及存储特性

在溶胶-凝胶工艺获得高质量Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基础上 ，制备了Ag/Bi₄Ti₃O₁₂栅n沟道铁电场效应晶体管. 研 究了Si基Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的生长特性及其对铁电薄膜/ 硅的界面状态和铁电场效应晶体管存储特性的影响. 研究表明，在合理的工艺条件下可以获 得具有较高c-轴择优取向的纯钙钛矿相Si基Bi₄Ti₃O₁₂ 铁电薄膜并有利于改善Bi₄Ti₃O₁₂/Si之间的界面特性; 顺时针回滞的C-V特性曲线和C-T曲线表明Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有极化存储效应和一定的极化电荷保持能力; 器件的转移(I< sub>sd}-V_G)特性曲线显示Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应. 关键词： 铁电场效应晶体管 4}Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 存储 特性 溶胶-凝胶工艺     

SrMn0.5Fe0.5O3的自旋玻璃态和过渡金属离子价态的研究

采用固相反应法制备了SrMn_0.5Fe_0.5O₃陶瓷样品,并对样品的晶体结构,磁性和离子价态进行了系统的表征与分析. X射线衍射谱的Rietveld拟合表明样品属于理想的立方钙钛矿型结构,Mn离子和Fe离子随机占据B位的O八面体中心. X射线光电子能谱表明Mn离子为+3和+4的混合原子价态,Fe离子为+3价. 样品在大于230K的高温区域呈现Curie顺磁特性,在小于230 K的低温区域样品表现出自旋玻璃态行为,这种特性源于Mn离子和Fe离子之间的交换作用及自身价态和分布的不均匀性. 由于Fe³⁺离子占据O八面体的中心,对顺磁区的Mssbauer谱测量表现为四级分裂. 关键词： 晶体结构 价态 顺磁 自旋玻璃态     

SrMn0.5Fe0.5O3的自旋玻璃态和过渡金属离子价态的研究

采用固相反应法制备了SrMn_0.5Fe_0.5O₃陶瓷样品,并对样品的晶体结构,磁性和离子价态进行了系统的表征与分析. X射线衍射谱的Rietveld拟合表明样品属于理想的立方钙钛矿型结构,Mn离子和Fe离子随机占据B位的O八面体中心. X射线光电子能谱表明Mn离子为+3和+4的混合原子价态,Fe离子为+3价. 样品在大于230K的高温区域呈现Curie顺磁特性,在小于230 K的低温区域样品表现出自旋玻璃态行为,这种特性源于Mn离子和Fe离子之间的交换作用及自身价态和分布的不均匀性. 由于Fe³⁺离子占据O八面体的中心,对顺磁区的Mssbauer谱测量表现为四级分裂.     

基于旋涂法和电子束蒸发法制备的V2O5/Ag/V2O5叠层透明导电薄膜

利用溶胶-凝胶技术与电子束蒸镀相结合的方法在常温下制备了叠层V₂O₅/Ag/V₂O₅（VAV）透明导电薄膜,研究了各层薄膜厚度对叠层结构光电特性的影响。用原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪及开尔文探针对样品的表面形貌、光电性能及功函数等性质进行了表征。实验结果表明,该薄膜具有良好的光学和电学性质,可见光（380~780 nm）平均透过率达75%,迁移率为16.89 cm²/（V·s）,载流子浓度为－1.043×10²² cm^-3,方块电阻值为15.1 Ω/□,功函数为5.17 eV。该制备方法降低了V₂O₅薄膜的工艺制备难度,为该材料在太阳能电池中的应用创造了良好的前期基础。     

Bi2Sr2CaCu2-xSnxO8+δ系列 超导体的XRD和XPS研究

实验研究了Bi₂Sr₂CaCu_2-xSn_xO_8+δ 的X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS).实验发现随着掺杂(Sn)量的增加,晶格参数a 和c都有所变化,O1s和Cu2p芯能级谱也发生了变化.实验结果表明： 在低掺杂量时,Sn主要 呈二价态;而在高掺杂浓度时呈四价态;掺Sn对超导电性的影响与其他元素的掺杂不同.这 些实验结果支持化学环境在高温超导样品的电子结构中起着重要作用的结论. 关键词： Bi系超导体 掺杂 X射线衍射 光电子能谱