基于界面原子混合的材料导热性能

构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2层和4层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.     

生长在Si(OO1)衬底上的超晶格(Si_2)_4/(GaAs)_4的电子能带结构及光学性质

按照Peressi等的第一性原理赝势计算得到的原子几何构形及能带边不连续值,采用紧束缚方法计算了生长在Si(001)衬底上的超晶格(Si_2)_4/(GaAs)_4的电子能带结构及光跃迁振子强度.相应于两种不同的原子几何构形:X端界面及Y端界面情况,超晶格具有不同的基本带隙.但是不管哪种情况,它们都存在能量近乎简并的两类导带底能谷——Γ能谷及△能谷,它们的价带顶都处在Γ点.X端界面超晶格的价带顶附近的状态主要由GaAs层的价态波函数组成.对于Y端界面超晶格的价带顶附近的状态,Si层和GaAs层的价态波函数     

第一原理研究界面弛豫对InAs/GaSb超晶格界面结构、能带结构和光学性质的影响

通过广义梯度近似的第一原理全电子相对论计算, 研究了不同界面类型InAs/GaSb超晶格的界面结构、电子和光吸收特性. 由于四原子界面的复杂性和低对称性, 通过对InAs/GaSb超晶格进行电子总能量和应力最小化来确定弛豫界面的结构参数. 计算了InSb, GaAs型界面和非特殊界面(二者交替)超晶格的能带结构和光吸收谱, 考察了超晶格界面层原子发生弛豫的影响.为了证实能带结构的计算结果, 用局域密度近似和Hartree-Fock泛函的平面波方法进行了计算. 对不同界面类型InAs/GaSb超晶格的能带结构计算结果进行了比较, 发现界面Sb原子的化学键和离子性对InAs/GaSb超晶格的界面结构、 能带结构和光学特性起着至关重要的作用.     

金属超晶格的实验研究

金属超晶格是近几年发展起来的一种人造多层材料,它具有一些新的独特的性质．金属超晶格还是研究各种理论模型的理想材料,并具有广阔的应用前景,正受到理论和实验物理学家的广泛注意．蔡建华、王迅等人曾对近期的理论研究作过评述［１－３］,本文将介绍有关实验工作．一、样品制备金属超晶格是由二种不同材料交替淀积在村底上而形成的,衬底交替暴露在各别源束流内,束流源可采用热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、离子束溅射?...     

GexSi1—x／Si和Ge／Si应变层超晶格

ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ和Ｇｅ／Ｓｉ应变层超晶格是半导体超晶格中新发展起来的一种类型．本文简要地介绍了这类超晶格在生长和物理特性方面的一些基本问题，列举了它在器件应用方面的例子．给出了共度生长时超晶格的临界厚度值，超晶格中ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金层能隙随成分的变化，以及界面处的能带失配值等．最后介绍了由Ｇｅ，Ｓｉ原子层有序排列而组成的新晶体．     

高温高压金刚石单晶生长界面的研究

 利用扫描电镜及Auger电子谱技术研究了高温高压下金刚石单晶生长界面的特性，观察到了金刚石单晶表面及金属膜表面的沟槽结构及金刚石-金属、金属-石墨两个主界面间的过渡层结构及界面间C原子电子组态的变化。     

Ni/W金属超晶格中的反常阻温特性

在室温到１５Ｋ范围内我们对Ｎｉ／Ｗ金属超晶格的输运性质进行了测量。随温度的降低，反常的电阻跳跃被发现，这种现象被归因子Ｎｉ／Ｗ超晶格样品从晶态到非晶态的结构相变。温度降低时，样品界面处的原子无序度增大，当这种无序积累到一定程度时样品发生从晶态到非晶态的结构相变。     

Fe/Pd金属超晶格的磁性和内转换电Mssbauer谱研究

利用真空双源蒸镀法成功地制备了Fe/Pd金属超晶格,并对其结构和磁性进行研究。发现其比饱和磁化强度在固定Pd层30不变时,随Fe层厚度减小而单调上升,这是界面处Fe对Pd的极化效应造成的,且得出0K下极化效应的等效Fe层厚度约为10;低温下σ-T关系满足Bloch的T~(3/2)定律,自旋波劲度系数随Fe层厚度减小而单调增大;居里温度则单调下降。~57Fe内转换电子Mssbauer谱(CEMS)的测量进一步证实极化效应的存在,而界面处Fe原子不存在磁性增强,也不存在“死层”效应。     

金属超晶格薄膜对软X射线和远紫外光的反射效应

本文在流体动力学模型基础上,用转移矩阵方法讨论了TE波在金属超晶格薄膜上的反射行为,给出了ω>ω_p时反射率的解析表达式.并通过对AB型金属超晶格和ACBC型金属超晶格的数值计算,得到了关于软X射线反射光谱行为的许多有意义的结果.     

Fe/Pd金属超晶格的磁性和内转换电M?ssbauer谱研究

利用真空双源蒸镀法成功地制备了Fe/Pd金属超晶格,并对其结构和磁性进行研究。发现其比饱和磁化强度在固定Pd层30?不变时,随Fe层厚度减小而单调上升,这是界面处Fe对Pd的极化效应造成的,且得出0K下极化效应的等效Fe层厚度约为10?;低温下σ-T关系满足Bloch的T^3/2定律,自旋波劲度系数随Fe层厚度减小而单调增大;居里温度则单调下降。⁵⁷Fe内转换电子M?ssbauer谱(CEMS)的测量进一步证实极化效应的存在,而界面处Fe原子不存在磁性增强,也不存在“死层”效应。 关键词：     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

金属超晶格中的声衰减

遵循关于金属超晶格导电行为的解释,我们计算了声在金属超晶格中的衰减,着重在研究衰减与调制周期的关系。声学实验将有助于验证金属超晶格中输运过程的物理机制。 关键词：     

1985年第9期《物理》内容预告

2000年的声学(关定华);原子自电离态的研究(程文芹等);金属超晶格的理论研究(蔡建华);混晶的晶格动力学(刘冉);IC中的可靠性问题(许康);低密度聚乙烯的热激电流的场强关系(雷清泉);12MeV电子辐照缺陷能级的研究(吴凤美);超高压下液体压速率的试验研究(卢倪等);硅-二氧化硅系统中的电荷和界面陷阱(陆德仁);简并四波混频与位相共轭(Ⅱ)(叶佩弦等);探索《铁磁研究》的门径(戴礼智);光在双轴晶体中的传播(谢建平)。1985年第9期《物理》内容预告     

STM/STS实验中单电子隧道现象的观测

报道在低温(4.2K)条件下利用STM/STS实验方法对过渡族金属二硫族化合物1T-TaSe₂的观测结果,明确得到了1T-TaSe₂中电荷密度波超晶格以及原子晶格的直观图像,并且给出了有关电荷密度波能隙的隧道谱结果,通过选择高纯度Fc以及不锈钢金属材料作为探针,还得到了单个隧道结构中单电子隧道(SET)效应的实验证据,即“库仑阻塞”(Coulomb blocade)效应,并以此说明STM隧道结中探针表面氧化层对实验结果的影响。     

金刚石/硅(001)异质界面的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法模拟研究了未重构的金刚石/硅(001)面相接触时界面层原子的弛豫过程及所形成的异质界面的结构特征.硅碳二元系统中原子间的相互作用采用Tersoff多体经验势描述.弛豫前沿[110]与[110]方向界面碳硅原子数之比均为3∶2.界面碳硅原子总数之比为9∶4.弛豫后金刚石与硅界面处晶格匹配方式改变为[110]方向基本上以3∶2关系对准,而[110]方向大致以1∶1关系对准.相应地,界面碳硅原子总数之比接近3∶2.界面下方部分第二层硅原子在弛豫过程中向上迁移至界面是引起这种变化的原因,同时该层其他原子及其底下一到两个原子层厚度的区域在[001]方向上出现一定程度的无序化转变倾向.金刚石/硅异质界面处的硅碳原子发生强烈键合,形成平均键长为0.189nm的硅碳键.研究证实,晶格匹配主要呈现界面及其附近硅原子迎合界面碳原子排列的特点. 关键词： 金刚石 硅 异质界面 分子动力学     

低压MOCVD生长参量对Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料表面形貌的影响

采用自制低压金属有机源化学气相沉积设备,在（100）面GaSb单晶衬底上生长了Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料.利用双晶X射线衍射、光学显微镜、原子力显微镜和光致发光谱等分析手段对材料特性进行了表征,获得了表面光亮的晶体质量较好的Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料,在77 K下得到光致发光谱峰值波长为3.25 μm.研究了生长温度、过渡层、界面层对其表面形貌的影响,得出生长温度在500 ℃~520 ℃,无过渡层,使用InAsSb界面层有利于改善材料的表面形貌.     

Nb二维原子薄片中的Jahn-Teller效应

使用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法，研究了Nb二维单层原子薄片的结构稳定性和电子结构性质.对其所有的二维晶格结构的计算表明，由于Jahn-Teller效应，对称性较高的正方和六角晶格都是不稳定的二维结构.而稳定的二维结构是由对称性较高的六角晶格畸变后形成的对称性较差的斜方和中心长方结构.Nb单层原子薄片不能形成长方晶格结构.通过计算电子结构和Jahn-Teller效应，进一步讨论了这些结构的相对稳定性以及各二维晶格结构的电子能带和态密度等性质. 关键词： Nb原子薄片 Jahn-Teller效应 电子结构 从头计算     

石墨插层化合物

近二十年来,科学技术突飞猛进,低维物理学研究的发展是这总趋势中的一个方面．ＭＯＳＦＥＴ（金属－氧化物－硅场效应晶体管）技术的发展开辟了二维电子气物性研究的新局面．量子霍耳效应、分数量子霍耳效应以及定域化现象的研究成为物理学的前沿．分子束外延技术结合超高真空技术和计算机控制提供可能制造人们设计的种种奇特的新材料,例如原子级明晰的界面,亚微米级的几何图案结构,非晶态或晶态的半导体超晶格和金属超晶?...