亚稳金属型InSb膜的电导和其超导相变反常的机理

本文用X光衍射测量了低温凝聚InSb膜相变过程中的结构,并同时测得在该结构下相应的电导。X光衍射指出,具有最高T_c的结构是六方晶系InSb相,它相应于125 kbar下的InSb结构。本文提出一个类半导体相和亚稳金属相的混合态导电模型,按此模型作了理论计算,理论较好地符合实验测得的电导温度关系并较好地解释了超导相交的反常。我们还从实验上测得亚稳金属相InSb膜和非晶态半导体InSb迭层膜的行为,解释了InSb膜亚稳中间相的T_c。     

LPL3层膜的结构、磁性和磁电阻效应的研究

采用直流溅射法在 ( 1 0 0 )LaAlO3 单晶基片上制备了La_0.67Sr_0.33MnO_3+δ/Pr_0.7Ca_0.3MnO_3+δ/La_0.67Sr_0.33MnO_3+δ(简称为LPL) 3层膜 .用X射线粉末衍射法(XRD)研究了系列样品的摇摆曲线和衍射全图 ,结果表明所有的样品均为高度取向的外延膜 .SQUID磁强计的测量结果证实了 3层膜中磁耦合的存在 .用常规的四端引线法测量了LSMO、PCMO和LPL 3层膜的电阻 ,分析了logρ 1 /T曲线 .由此可以得出如下结论 :具有铁磁性的PCMO中间层在 3层膜中可能起到了内磁场的作用 ,使得LSMO膜的顺磁性被削弱 ,这个作用与外加磁场的作用一样 ,降低了 ρ_max,增大了由金属到半导体的转变温度T_p;PCMO中间层还诱发了LSMO的能隙中的态密度的变化 .以上两个原因使得在零场中样品的电阻率和T_p 随着中间层PCMO的厚度变化而明显变化 .     

K3C60单晶膜的同步辐射光电子谱研究

在C₆₀单晶(111)解理面上制备出厚度约30 nm的K₃C₆₀单晶膜.利用同步辐射光源,在低温下(约150K)测量了样品法向发射的角分辨光电子谱.观察到K₃C₆₀导带和价带明显的色散.导带的光电子谱峰可清晰分辨出4个子峰,这些子峰的最大色散超过0.5eV,并且色散曲线与K₃C₆₀的一维无序晶体结构模型下的能带理论基本吻合,只是子带间隔差异较大.     

金刚石在C60薄膜表面的成核研究

用扫描电子显微术(SEM)研究了微波等离子体CVD生长金刚石系统,金刚石在以C₆₀蒸发膜为抛光Si衬底中间层上的成核行为,实验证实金刚石成核于C₆₀蒸发膜表面,同时观察到成核分布的不均匀性即成核聚集现象,并对此进行了初步分析。金刚石在C₆₀薄膜表面的成核表现出取向生长的特征。     

金属表面生成氧化膜在电解质中的电位

测量金属表面生成氧化膜在电解质中的电位时,金属/氧化膜/电解质/参比电极构成了多电极体系,其中包括3个电池,由3个电池之间的关系、电池过程中所有的电化学反应、电荷传输步骤和化学反应步骤,导出电位的普遍适用的公式: E=E_a⁰+sum from s=1 to 3|η_t,s|-1/(ne)v₇ΔG₇, E=E_c⁰-sum from s=4 to 6|η_t,s|+1/(ne)v₈ΔG₈.当金属/氧化膜/电解质电池受到不同的步骤控制时,可以得到不同的简化公式.     

321不锈钢单晶体在3.5％MgCl2水溶液中的再钝化过程

用快速划破技术研究了321不锈钢单晶体在3.5％MgCl₂水溶液中裸体表面上氧化膜的形成过程。裸体表面上首先形成一价金属物吸附层,它使腐蚀电流瞬时降低到接近钝态电流,但吸附层是不稳定的过渡物,很快又转变为氧化物。形成吸附层约为2.5 ms,吸附层转变为氧化膜约为3 ms。形成吸附层的动力学规律为i₁(t)=I°exp(-at),氧化膜生长过程的动力学规律为i₂(t)=J°exp(-bt)。氧化膜生长服从高电场下离子导通规律。     

高温超导氧化物中非平衡载流子的能量弛豫与电声相互作用

利用超导体中非平衡能量平衡模型,研究室温下YBa₂Cu₃O_7-δ(δ=0.1,0.4,0.8)和PrBa₂Cu₃O₇外延膜中光激活非平衡载流子的弛豫动力学,计算了电声耦合常数λ发现随着氧含量的降低及用Pr替代Y,Cu-O面上空穴Fermi面向Cud⁹/d¹⁰带方向移动,非平衡载流子的驰豫时问增加而电声耦合常数明显减小.这一结果与瞬态反射谱测量结果符合得很好.这表明载流子浓度的降低减弱了电声相互作用,而这种作用可能是一种实空间的局域相互作用.     

代统一问题和SU(7)大统一模型

本文提出了两个SU(7)大统一理论的模型.这两个模型可以把四代费米子统一起来.模型保留了SU(5)大统一模型中得到的全部好的结果,并给出了m_em_μ～m_dm_s,m_d～3m_e,mμ～3m_s和第一cabibbo角.     

YBa2Cu3O7超薄膜生长机制的原子力显微镜研究

在有40nm厚的PrBa₂Cu₃O₇过渡层的(100)SrTiO₃基片上生长了YBa₂Cu₃O₇超薄膜,典型的厚度为2,6,10个原胞层.X射线衍射表明薄膜取向都是C轴垂直于膜面.原子力显微镜观察发现YBa₂Cu₃O₇超薄膜具有层状和螺旋两种生长模式,并且在6个原胞层的生长阶段观察到螺旋位错,而类似的生长特征并没有出现在PrBa₂Cu₃O₇过渡层中.实验结果表明,在 10个原胞层范围内,薄膜的超导转变温度和临界电流密度对厚度有很强的依赖关系.     

固态vander WaalsC 60膜晶格的Coulomb膨胀

利用扫描隧道显微镜观测到生长在GaAs(0 0 1 ) 2× 4表面上的固态vanderWaals C₆₀ 膜在室温下较之C₆₀ 晶体具有 1 3%的晶格膨胀 .这种膨胀是由从GaAs衬底饱和的As悬挂键上转移到C₆₀分子上的电荷之间的Coulomb作用引起的 .理论计算表明 ,平均约有 1 76个电子转移到每个C₆₀分子上 .有趣的是 ,该固态C₆₀ 膜为 (1 1 0 )取向 ,这明显不同于生长于其他半导体或金属表面上的具有 (1 1 1 )取向的六角密排C₆₀膜 .这种反常取向的薄膜是由GaAs衬底的各向异性产生的一维限制作用导致的 .通过选择不同的衬底 ,可以控制C₆₀薄膜的晶体生长     

一个可能的有四代轻费米子的SU(7)大统一模型

本文提出了一个可能的SU(7)大统一理论的模型,其中包含四代轻费米子,它们的弱作用是V—A型式的。在此模型中,可以得到所期望的m_μ～3m_s,m_em_μ～m_dm_s,Cabibbo角sinθ₁～(m_d/m_s)^1/2和SU(5)标准模型中得到的所有符合实验的结果。     

BaTiO3半导体陶瓷从PTC特性向边界层电容效应过渡问题探讨——晶界势垒模型

本文分析了BaTiO₃半导体陶瓷的Daniels模型存在的问题,提出了从PTC特性向边界层电容效应过渡的晶界势垒模型,解决了Daniels模型的缺陷,使BaTiO₃半导瓷及其有关器件的物理性能的定量计算成为可能。     

(YBa2Cu3O7)24/(PrBa2Cu3O7)2多层膜的超导转变展宽和维度 *

测量了(YBa₂Cu₃O₇)₂₄/(PrBa₂Cu₃O₇)₂ 多层膜在强磁场下的超导转变展宽 .这种YBa₂Cu₃O₇层间具有耦合 退耦合的临界绝缘层PrBa₂Cu₃O₇厚度以及由 3D向 2D过渡的YBa₂Cu₃O₇层厚度的多层膜 ,其不可逆场遵守H ∝ ( 1-t)μ关系 ,其 μ值约为1 ,介于3D( μ =3/2 )和2D( μ =1 /2 )之间 .磁通运动的热激活能的结果表明 ,对于H∥c和H⊥J的磁场位形 ,遵守U∝lnH关系 ,即磁通涡旋处于2D区 .而对于H∥ab和H⊥J ,H∥ab和H∥J两种磁场位形 ,激活能U随磁场的增加而线性减小 ,表明磁通涡旋处于3D态 .讨论了上述维度变化的可能物理机制 .     

分子束外延生长多层异质结构的离子沟道研究

本文用分子束外延方法(MBE)先在Si(111)方向上生长CaF₂薄膜,再在CaF₂层上外延淀积一定厚度的Si或Ge膜,形成Si/CaFa/Si(111)或Ge/CaF₂/Si(111)等异质多层结构,然后用Rutherford背散射和离子沟道方法分析薄膜生长特性,发现在CaF_2薄膜上淀积的Si层是由两种类型的微晶构成的,其方向分别与衬底Si方向相同或与衬底表面垂直方向转180°,表明最上层的Si膜(或Ge膜)可能是A型和B型两种取向的混合。在Si/CaF₂/Si(111)结构中,各个沟道的最小产额均比CaF₂/Si(111)的情形高许多,因为最上层的Si膜是A型和B型两种取向混合且为李生的。CaF₂<110>(<114>)非法向轴相对于衬底Si<114>(<110>)轴的偏离表明CaF₂界面区域存在应力。当CaF₂/Si(111)上外延生长Ge薄膜时,同时存在上述A和B两种取向类型微晶的混合,但以B成份为主,因此,仍然形成质量很好的Ge/CaF₂/Si(111)多层异质结构.但是,由于Ge和CaF₂之间晶格常数失配量要比Si和CaF₂之间大得多,所以,Ge和CaF₂界面处的Ge区域内存在着相当严重的无序。     

Ni81Fe19/Al2O3/NixFe1-x结的隧道平面Hall效应

Ni₈₁Fe₁₉/Al₂O₃/Ni_xFe_100-x三层结的隧道平面Hall(TPH)效应与单层膜和二层结的一般平面Hall效应不同 .这效应涉及自旋极化传输 ,故TPH电压与两铁磁层内磁矩的夹角相关 .并报道了铁磁层的成分、磁特性以及绝缘势垒层的厚度等对TPH效应的影响 .     

Y1-xPrxBa2Cu3O7和Y1-xCexBa2Cu3O7中的金属-绝缘体转变和超导电性

为了阐明YBa₂Cu₃O₇中Pr或Ce置换诱导的超导T_c下降和金属-绝缘体转变,提出了一个“混合局域空穴态”模型。这个模型还解释了磁测量和谱测量之间的“对立”,可以对Y_1-xPr_xBa₂Cu₃O₇和Y_1-xCe_xBa₂Cu₃O₇的大部分实验结果给出合理的说明。     

金属型非晶态InSb膜的相变和超导电性

本文利用低温蒸发凝聚技术,第一次获得了金属型非晶态InSb膜,它形成的条件是凝聚底板的温度低于120K。金属型非晶态InSb膜在凝聚温度下发生自发的第一电导跃变,样品由类液非晶态弛豫到类点阵非晶态.当退火温度T_α达到200K左右时,发生结晶相变,即第二电导跃变,并在210K达到电导峰值,形成层状结构的结晶金属相。当T_α继续升高时,这个亚稳金属相逐渐转变成结晶半导体相。实验发现金属型非晶态InSb是个超导体,其超导T_c因底板温度的不同而改变;第二电导峰值对应的亚稳结晶金属相也是一个超导相,其T_c=4.18K;在由结晶金属相向结晶半导体相逐渐转交过程中,超导相的T_c逐渐降低,转变宽度△T_c显著增加,并在T_α达到某一温度以后出现超导相变反常。     

Nd-Fe-B相图三维拓扑模型及其几个纵截面

本文在综合评估已有实验结果的基础上,利用计算机辅助设计及绘图软件包AutoCAD(R10)和自编程序建立了部分量度化的Nd-Fe-B相图三维拓扑模型,并由该模型截取了5.88at.%B,Nd:B=2:1,Fe-Nd₂Fe₁₄B-Nd和Nd₂Fe₁₇-Nd₂Fe₁₄B-Nd₂Fe₇B₆等纵截面,进行了相区关系分析。其中5.88at.%B截面富Nd部分、T₁-Nd截面和Nd:B=2:1截面富Nd部分的相区关系为首次给出。     

C3N4硬膜的人工合成和鉴定 *

用微波等离子体化学气相沉积法 (MPCVD)在硅和铂衬底上得到高质量的C₃N₄薄膜 .计算了α-C₃N₄和β-C₃N₄单相X射线谱的峰位和强度 ,沉积膜的X射线谱具有两相的所有强峰 ,证明它是α- 和β- C₃N₄的混合物 .总的N/C比在1.0～2.0之间 .FT-IR和Raman谱支持C—N共价键的存在 .体积弹性模量达到349GPa .对薄膜特性的鉴定提出了一些看法.     

铁磁薄膜中静磁波的二阶非线性效应分析

本文通过计算静磁波势方程的源项研究分析了铁磁薄膜中的非线性静磁表面波(MSSW)和后向体波(MSBVW),实现整流和二次谐波转换的可能性,理论结果表明,铁磁膜对MSSW的二次非线性磁化响应不能激发直流磁场,也不能激发传播二次表面谐波,铁磁膜对MSBVW的二次非线性磁化响应不会引起直流磁场,但是在H₀/M₀<(cos²θ)/3和相位匹配条件下可以激发二次后向体谐波。