DMRG Studies on Properties of Undoped and Doped Molecule-Based Ferromagnetic Chain

By using density matrix renormalization group (DMRG) method a model for organic molecule-based ferromagnetic chain is proposed. It is found that the ground states of undoped and doped systems both exhibit ferrimagnetic ordering. The e-e repulsion plays an important role in the stability of the ferromagnetic state either in doped system or undoped system. For the undoped system, each unit cell contains half of the total spins, which is consistent with Lieb‘s theorem. It is convinced that when the system is doped with one electron, a charge density wave is excited, which decreases the amplitude of spin density wave, therefore acting against the stability of ferromagnetic state.     

应力各向异性对铁磁/反铁磁双层薄膜磁性质的影响

 采用铁磁共振方法,研究了交换各向异性和应力各向异性对铁磁/反铁磁双层薄膜性质的影响。结果表明：界面交换作用导致单向各向异性,应力各向异性对材料的磁化难易程度有较大影响。在外磁场方向接近应力场方向时,共振频率向高值方向移动,其它区域共振频率则向低值方向移动。对频率线宽而言,接近应力场方向,频率线宽加宽,其它区域频率线宽则变窄。此外,当磁场变化时,应力的存在使得共振频率向低值方向移动,尤其在β＝π方向情况较为复杂,在弱场范围出现了两个区域：即在某磁场范围内,共振频率向高值方向移动,且频率线宽加宽;而其它范围的共振频率（线宽）是向高值方向移动（加宽）还是向低值方向移动（变窄）,取决于外磁场的相对强弱。     

锂掺杂氧化锌复合缺陷电子结构的杂化密度泛函研究

利用第一原理计算以及杂化密度泛函方法研究了锂掺杂氧化锌的各种缺陷态的电子结构,并通过缺陷形成能考察其在不同气氛中的能量稳定性. 计算结果表明,在通常的气氛条件下,锂离子占据间隙位置和锂离子替换锌离子形成的复合缺陷具有最低的形成能. 锂掺杂氧化锌中,复合缺陷对的形成使氧化锌很难实现p型导电. 然而,当气氛从富锌环境转变到极端氧环境时,锂替代锌离子的缺陷将更加稳定,其形成能将低于锂间隙和锂替代锌复合缺陷的形成能. 因此,锂掺杂氧化锌可以通过在氧气氛中生长,或在富含氧气气氛中退火得到有效的p型电导.     

Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性

以金属Au-Al为催化剂,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、生长时间为30 min,从Si(100)衬底上直接生长了直径约为50～120 nm、长度为数百纳米的高密度、大面积的Si纳米线。然后,利用Tb₂O₃在不同温度(1 000～1 200 ℃)、掺杂时间(30～90 min)和N₂气流量(0～1 000 sccm)等工艺条件下对Si纳米线进行了Tb掺杂。最后,对Si(100)衬底进行了Tb掺杂对比。室温下,利用荧光分光光度计(Hitachi F-4600) 测试了Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性。实验研究了不同掺杂工艺参数(温度、时间和N₂气流量)对Tb3+绿光发射的影响。根据Tb3+能级结构和跃迁特性对样品的发射光谱进行了分析。结果表明,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、时间为30 min等条件下制备的Si纳米线为掺杂基质,Tb掺杂温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 000 sccm、光激发波长为243 nm时,获得了最强荧光发射,其波长为554 nm(5D₄→7F₅),同时还出现强度相对较弱的494 nm(5D₄→7F₆),593 nm(5D₄→7F₄)和628 nm(5D₄→7F₃)三条谱带。Tb掺杂的体Si衬底在波长554 nm处仅有极其微弱的光致发光峰。     

掺铒光纤激光器输出特性的解析研究

从描述掺铒光纤激光器的速率方程组出发，对９８０ｎｍ和１４８０ｎｍ波段泵浦下掺铒光纤激光器的输出特性进行了解析研究，得到了这两个波段泵浦下下输出功率，斜效率等重要参烽的隐式或显示解析表达式。     

Analytical and Numerical Studies of Quantum Plateau State in One Alternating Heisenberg Chain

By using the coupled duster method and the numerical density matrix renormalization group method, we investigate the properties of the quantum plateau state in an alternating Heisenberg spin chain. In the absence of a magnetic field, the results obtained from the coupled cluster method and density matrix renormalization group method both show that the ground state of the aiternating chain is a gapped dimerized state when the parameter a exceeds a critical point ac. The value of the critical points can be determined precisely by a detailed investigation of the behavior of the spin gap. The system therefore possesses an m = 0 plateau state in the presence of a magnetic field When a 〉 ac. In addition to the m = 0 plateau state, the results of density matrix renormaiization group indicate that there is an m = 1/4 plateau state that occurs between two critical fields in the alternating chain if a 〉 1. The mechanism for the m = 1/4 plateau state and the critical behavior of the magnetization as one approaches this plateau state are also discussed.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用高温熔融法制备Ce~(3+)或Tb~(3+)单掺和Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。通过透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线等手段对其发光性能进行研究。实验结果表明:在紫外光的激发下,Tb~(3+)掺杂闪烁玻璃发出明亮的绿光(544 nm),而Ce~(3+)掺杂闪烁玻璃发出蓝紫光。对于Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃,在紫外光和X射线激发下均观察到Ce~(3+)离子敏化Tb~(3+)离子发光的现象,这是由于存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量转移。Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃的最佳Ce2O3掺杂摩尔分数为0.2%,此时Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递效率为45.7%。在X射线激发下,Ce_2O_3摩尔分数为0.2%的Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃在544 nm处的发光强度是Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)闪烁晶体在500 nm处发光强度的4.2倍,积分闪烁效率达到BGO晶体的55.6%,这有利于在高分辨率医学成像中降低辐射剂量。     

Ag掺杂p型ZnO薄膜及其同质结的光电性质

采用磁控溅射技术在Si基片上生长了Ag掺杂的ZnO薄膜,XRD测试表明所得薄膜结晶性质良好,未出现Ag的分相。未掺杂和Ag掺杂氧化锌薄膜的低温(10K)光致发光(PL)谱显示:Ag的掺入使得中性施主束缚激子发射(D0X)显著减弱,并且在3.315eV处观测到了与Ag有关的施主-受主对(DAP)发射,受主缺陷的形成归因于掺入的Ag替位Zn。计算得到受主能级离价带顶约110meV。霍尔效应测得电阻率约0.1Ω.cm,迁移率约36cm2/V.s,空穴浓度约1.7×1018cm-3。在此基础上制备了ZnO∶Ag/ZnO的同质结,I-V测试显示了明显的整流特性,且反向漏电流很小。所有结果表明Ag掺杂的氧化锌薄膜已经转化为p型。     

Mn掺杂GaN稀磁半导体的电磁特性研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法计算了不同浓度Mn掺杂GaN（Ga1-xMnxN, x=0.0625和0.1250）的晶格常数、能带结构和态密度,分析比较了掺杂前后GaN的电子结构和磁性。结果表明：Mn掺入后体系仍为直接带隙半导体,带隙宽度随Mn含量的增加逐步增大。Mn掺杂GaN均使得N 2p与Mn 3d轨道杂化,产生自旋极化杂质带,自旋向上的能带占据费米面,掺杂后的Ga1-xMnxN表现为半金属铁磁性,适合自旋注入;随着Mn掺杂浓度的增加,体系的半金属性有所增强。     

Mn掺杂GaN稀磁半导体的电磁特性研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法计算了不同浓度Mn掺杂GaN(Ga1-xMnxN,x=0.0625和0.1250)的晶格常数、能带结构和态密度,分析比较了掺杂前后GaN的电子结构和磁性.结果表明:Mn掺入后体系仍为直接带隙半导体,带隙宽度随Mn含量的增加逐步增大.Mn掺杂GaN均使得N2p与Mn3d轨道杂化,产生自旋极化杂质带,自旋向上的能带占据费米面,掺杂后的Ga1-xMnxN表现为半金属铁磁性,适合自旋注入;随着Mn掺杂浓度的增加,体系的半金属性有所增强.     

掺杂PVK光电特性研究

将磷光材料三-（2-苯基吡啶）-铱[Ir（ppy）3]掺杂在聚乙烯基咔唑（PVK）中作为发光层,制作了多层有机电致发光器件。采用常规的光电测量方法,研究其光致发光及电致发光特性,得到了激子形成截面随电压的变换关系。     

Mn掺杂Zn-In-S量子点的制备及发光性质研究

制备了Mn掺杂Zn-In-S量子点并研究了Zn/In的量比和反应温度对其发光性质的影响。在Mn掺杂的Zn-In-S量子点的发光谱中观测到一个600 nm发光带。通过改变Zn/In的量比,掺杂量子点的吸收带隙可从3.76 e V(330 nm)调谐到2.82 e V(440 nm),但600 nm发光峰的波长只有略微移动。这些掺杂量子点的最长荧光寿命为2.14 ms。当反应温度从200℃增加到230℃时,掺杂量子点的发光强度增加并达到最大值;而继续升高温度至260℃时,发光强度迅速减弱。此外,测量了Mn掺杂Zn-In-S量子点的变温发光光谱。发现随着温度的升高,发光峰位发生蓝移,发光强度明显下降。分析认为,Mn掺杂Zn-In-S量子点的600 nm发光来自于Mn2+离子的4T1和6A1之间的辐射复合。     

LiNbO_3与掺铁LiNbO_3晶体的光谱性能

在 L i Nb O3中掺进 Fe2 O3生长了 Fe∶ Li Nb O3晶体。对晶体进行氧化、还原处理 ,测试了 Fe∶ Li Nb O3晶体的吸收光谱以及 Li Nb O3和 Fe∶ L i Nb O3晶体的拉曼光谱 ,研究了氧化还原处理对晶体的光谱影响。     

溅射气氛对N掺杂ZnO薄膜性能的影响

利用磁控溅射系统,N₂和Ar作为溅射气体,生长N掺杂ZnO薄膜。溅射气氛中氮气流量分别为0,8,20,32 mL/min,通过改变氮气的流量,研究薄膜性能的变化。结果发现,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的电阻率增加,薄膜中N_O与(N₂)_O的掺杂浓度同时在变大。当氮气流量为8 mL/min时,N的有效掺杂效率最高。另外,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的厚度在减小。     

掺钴氧化钛电极的制备、表征及其光电性能

采用溶胶 凝胶法在纯钛片上制备了掺Co氧化钛薄膜光电极 ,运用扫描电子显微镜 (SEM )、X射线衍射 (XRD)等分析手段对其进行表征 ,并对其结构和性能的相互关系进行了研究 .结果表明 ,掺 5 %Co ,5 0 0℃热处理的TiO2 电极具有最大的可见光响应 .过量的Co掺入将析出新相CoTiO3 ,并促使TiO2 由锐钛矿型转变为金红石型 ,使电极光电效应减低 .而高温处理的掺钴TiO2 也将析出CoTiO3 ,对电极光电性能有阻碍作用     

Gd替代对La0.6-xGdxSr1.4MnO4磁性和输运性质的影响

随着x的增加，多晶La0.6-xGdxSr1.4MnO4（x=0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6）的零场冷却 曲线从类自旋玻璃型转变成顺磁型，并且每条零场冷却 曲线都有一在20K的拐点。这一行为可以从Gd和Mn各自对材料总磁性的不同贡献来理解。另外，在所有的样品中，从100K到室温，都观察到了热激活导电行为。由于Mn-Mn间强的反铁磁耦和，直到外场达到50 kOe，都没有观察到明显的磁电阻效应。     

铜配合物的光物理与电致发光性能

以中心原子为铜的磷光材料Cu4(C≡Cph)4L2[L=1，8-bis(diphenylphosphino)-3，6-dioxaoctane](简称Cu4)作为掺杂材料，选用空穴传输材料聚乙烯基咔唑(PVK)为母体材料，制作结构为ITO／Cu4PVK／TAZ／Mg：Ag／Ag的双层器件。其发光颜色随掺杂的变化而改变，在较高掺杂浓度的条件下，可观察到单纯Cu4的发光，即实现了单重态到三重态的能量转移。着重讨论了主客体材料间的能量转移过程，并研究了影响器件效率的外界因素如氧气的猝灭对Cu4发光强度的影响。     

低温下掺镱磷酸盐激光玻璃的光谱和激光特性

根据低温下测得的Yb^3 ：磷酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱。计算了Yb^3 离子在磷酸盐玻璃中的能级结构，并解释了荧光寿命在低温下变化异常的原因。在低温下采用940nm的二极管激光器抽运Yb^3 ：磷酸盐玻璃获得了准连续激光输出，在热力学温度为8K时最大输出功率为2mW，斜率效率为4％，激光中心波长为1000m。     

CVD合成的掺杂BNx-石墨烯纳米复合材料:结构和发光性能

用B₄C为硼源,利用CVD系统在N₂-H₂等离子体中合成了掺杂BN_x纳米棒,接着在掺杂BN_x纳米棒表面用CH₄生长了石墨烯纳米片,制备出掺杂BN_x-石墨烯三维纳米复合材料。一系列表征结果说明合成的纳米复合材料由C和O共掺杂的BN_x纳米棒和石墨烯纳米片组成,其形成与碳氢基团的转换和掺杂BN_x纳米棒的形变在石墨烯纳米片中产生的应力有关。室温发光性能表明石墨烯纳米片对掺杂BN_x纳米棒的紫外光和绿光有明显的猝灭作用,起源于掺杂BN_x-石墨烯界面上的电荷转移和电子散射。     

Bi掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,利用Material studio程序包中的Castep模块计算研究不同浓度Bi原子掺杂对ZnO电子结构和光学性能的影响.研究表明：不同Bi原子数的掺杂,对ZnO禁带宽度影响的变化趋势不一致.Bi掺杂ZnO的介电函数虚部峰值变大,并向低能量方向红移;高能量区域的吸收峰、反射峰和能量损耗峰随着掺杂原子的增多逐渐减小,透光性增强.掺杂样品在可见光和紫外光的吸收系数和反射系数均显著提高,可促进ZnO材料对可见光的有效利用.