Heusler合金Cu2VAl磁性及输运性质的研究

对Heusler合金Cu2VAl多晶甩带样品进行了磁性与输运性质方面的研究.实验发现Cu2VAl在温度T为210K附近发生铁磁-顺磁相变,为弱铁磁体.输运性质的测量表明在7.2K时电阻因局域杂质超导相变而发生突变,电子和声子之间的散射是主要的散射机理.居里温度Tc以下存在侧跃导致的反常霍尔效应,并且7K附近的相变导致霍尔电阻率发生异常.     

Heusler合金Co2TiSn的磁性与输运性能

通过对Heusler合金Co₂TiSn磁性和输运性能的实验研究，发现低场中Co_{2< /sub>TiSn呈现出亚铁磁性；电阻和霍尔电阻率在温度低于8K时均出现异常.同时分析了电输 运的散射机制，并对反常霍尔效应产生的机制进行了探讨. 关键词： Heusler合金 磁性 输运性能}     

Heusler合金Co2 TiSn的磁性与输运性能

通过对Heusler合金Co2TiSn磁性和输运性能的实验研究,发现低场中Co2TiSn呈现出亚铁磁性;电阻和霍尔电阻率在温度低于8K时均出现异常.同时分析了电输运的散射机制,并对反常霍尔效应产生的机制进行了探讨.     

Heusler合金Fe2CrGa的磁性与结构

采用KKR-CPA-LDA方法研究了不同混乱占位时Fe₂CrGa合金基态的电子结构和磁结构. 基态能量表明Fe₂CrGa合金更倾向于形成Hg₂CuTi型有序结构,而不是L2₁结构. 能态密度(DOS)分析进一步揭示受晶体场影响的磁性原子内部交换作用是使Fe₂CrGa合金形成 Hg₂CuTi型有序结构的主要原因.测量了不同热处理所得Fe₂CrGa合金的居里温度和分子磁矩, 发现原子占位有序化可以在137K温度范围内调控合金的居里温度.分子磁矩随有序化占位也有相应变化, 分布在2.28μ_B/f.u.—2.48μ_B/f.u.之间.理论计算和实验对比可证明Fe₂CrGa合金是Hg₂CuTi型Heusler合金.     

新型Heusler合金RuMn2Sn的磁性形状记忆的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新型Heusler合金RuMn₂ Sn的晶体结构、电子结构、磁性、四方变形等性质进行了系统的研究.研究结果表明:1)在奥氏体态下,磁性原子Mn对体系总磁矩的贡献最大,其中Mn（A）和Mn（B）原子磁矩的值不等并且呈反平行耦合,导致RuMn₂ Sn具有稳定的亚铁磁基态,该结果与实验一致;2)由XA型立方结构至四方结构的四方变形中,发现c/a约为1.23处存在一个能量更低的稳定的马氏体相,其呈现反铁磁的特性;3)在奥氏体态和马氏体态下,Mn（A）和Mn（B）原子之间弱的d-d直接交换作用是维持它们之间亚铁磁和反铁磁耦合的主要原因.根据上述计算结果,预测RuMn₂ Sn具有良好的磁性形状记忆效应.     

铁基Heusler合金Fe2Co1-xCrxSi的结构、磁性和输运性质的研究

基于多种实验手段和能带计算的方法, 对四元合金Fe₂Co_1-xCr_xSi的晶体结构、 磁性、输运性质及能带结构进行了研究. 研究发现, 随着Cr的增加, 合金Fe₂Co_1-xCr_xSi保持了高度有序结构, 逐渐从Hg₂CuTi结构的Fe₂CoSi 过渡到L2₁结构的Fe₂CrSi; 由于次晶格网络的破坏, 居里温度逐渐下降; 系列合金的分子磁矩呈现线性下降, 符合半金属特性; 剩余电阻比率与原子占位有序程度密切相关, 呈现两端大、 中间小的特点. 在Cr替代Co的过程中, 材料半金属能隙逐渐打开, 表现半金属特征. 同时费米能级从Fe₂CoSi半金属能隙的价带顶上移至Fe₂CrSi能隙的导带底. 最大的能隙宽度出现在x= 0.75处, 这表明四元合金有可能成为具有更高自旋极化率和更强抗干扰能力的自旋电子学材料.     

Heusler合金Mn2NiGa的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的投影缀加波方法研究了Heusler合金Mn₂NiGa的四方变形,对立方和四方结构的磁矩、电子结构、弹性常数及声子谱进行了计算和分析.Mn原子是Mn₂NiGa总磁矩的主要贡献者,但Mn（A）、Mn（B）原子磁矩的值不等且呈反平行耦合,因而Mn₂NiGa合金在两种状态下均表现为亚铁磁结构.四方变形中,Mn₂NiGa在c/a=0.94和c/a=1.27处出现总能的局域极小值和局域最小值,分别对应一个稳定的马氏体.弹性常数的计算结果显示,Mn₂NiGa的立方结构不满足立方相稳定性判据,四方结构（c/a=0.94和c/a=1.27）的弹性常数满足相应的稳定性判据.立方结构声子谱中存在虚频,而四方结构（c/a=0.94和c/a=1.27）则不存在虚频,验证了Mn₂NiGa四方结构比立方结构稳定.c/a=1.27的四方结构Mn₂NiGa转变为c/a=1.0的立方结构的相变温度在315 K左右.     

Heusler合金Mn2NiGe磁性形状记忆效应的第一性原理预测

运用基于密度泛函理论的第一性原理,对Hg₂CuTi型Mn₂NiGe的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应等进行了计算.计算结果表明: 1)在由立方结构至四方结构的转变中,在c/a约为1.34处存在一个稳定的马氏体相;2)在奥氏体态和马氏体态下,Mn原子均是Mn₂NiGe总磁矩的主要贡献者,但Mn(A),Mn(B)原子磁矩的值不等且呈反平行耦合,因而Mn₂N 关键词： 第一性原理 磁性形状记忆 四方变形 马氏体相变     

铜掺杂Cu2SnSe4的热电输运性能

Cu₂SnSe₄化合物具有本征的低热导率和可调控的电导率,同时不含稀贵元素、无毒和价格低廉,具有作为中温区热电材料的潜力.本文通过高能球磨结合放电等离子烧结制备了Cu₂SnSe₄以及Cu掺杂的Cu_2+xSnSe4块体材料(0.2≤z≤1).研究了Cu掺杂填充Cu/Sn位置上1/4本征空位对Cu_2+xSnSe₄热电性能的影响,发现Cu/Sn中1/4空位能够被Cu完全填满(x=1),且Cu掺杂能够大幅度地提升(可达两个数量级)样品的电导率,从而显著提高了功率因子.同时,发现在大Cu掺杂量范围(0.1≤x≤0.8)内,Cu_2+xSnSe4电导率增长与掺杂量增加呈线性关系,且载流子迁移率随Cu掺杂量的增加而增加.进一步的研究发现,载流子在Cu_2+xSnSe₄中的电输运行为遵循电子-声子耦合的小极化子模型.     

NdNi2Ge2化合物的结构和电磁输运性质

利用非自耗真空电弧熔炼法制备了NdNi₂Ge₂化合物样品,采用X射线粉末衍射技术和Rietveld全谱拟合分析方法测定了其晶体结构. 结果显示该化合物的空间群为I4/mmm,点阵参数为:a=4.120(1),c=9.835(0),Z=2,Nd原子占据2a晶位,Ni原子占据4d晶位,Ge原子占据4e晶位. NdNi₂Ge₂化合物呈现顺磁性,应用居里-外斯定律拟合计算得到居里-外斯常数为25.8,居里-外斯温度为6.24 K. 有效势磁矩为3.69μ_B,这与理论计算Nd³⁺的磁矩相符,表明磁矩主要源于Nd³⁺. 电阻率变化范围为0.3 Ω ·μm^-1-1 Ω ·μm,电阻曲线拟合显示NdNi₂Ge₂呈半金属性. 关键词： 2Ge₂')" href="#">NdNi₂Ge₂ Rietveld结构精修 电磁输运     

硒化亚铜薄膜热电性能研究进展

热电材料可以实现热能和电能的相互转换,它是一种环境友好的功能性材料.当前,热电材料的热电转换效率低,这严重制约了热电器件的大规模应用,因此寻找更加优异热电性能的新材料或提高传统热电材料的热电性能成为热电研究的主题.与块状材料相比,薄膜具有二维的宏观性质和一维的纳米结构特性,方便研究材料的物理机制与性能的关系,还适用于制...     

Magnetic and transport properties of Cu2MnAl Heusler alloy prepared by rapidly quenched method

The Cu₂MnAl alloy was prepared by rapidly quenched (suction-casting and melt-spinning) methods with various thicknesses of 20, 40 and 1000 μm. The X-ray diffraction (XRD) patterns of the fabricated samples show a single phase of Cu₂MnAl. All the samples reveal soft magnetic behavior with coercivity below 1.6 kA/m and Curie temperature of about 600 K. Resistance of the alloy behaves as a linear function of applied magnetic field. Magnetoresistance (MR) ratio depends on the thickness of the samples and achieves ∼0.8% at the field of 240 kA/m for the sample with thickness of 20 μm. The variation of the properties of the alloy can be interpreted by the difference of energy band structure caused by defects in the alloy.     

Cu2ZnSnS4晶界性质与光伏效应的第一性原理研究

本文应用第一性原理电子结构计算方法研究了锌黄锡矿Cu₂ZnSnS₄ (CZTS)晶界的性质: 包括微结构和电子结构及其对光伏效应的影响. 计算结果表明: 从p-n结区扩散过来空穴可以翻越一定势垒后被晶界俘获, 晶界进一步提供载流子扩散的快速通道, 使得这些空穴可以快速运动到阳极. 少数载流子电子在晶界中心区附近感受到很高的静电势垒, 但其高势垒两侧存在的势阱可以束缚少量电子. 对多数载流子空穴, 晶界中心则是势阱, 势阱两边有阻止空穴扩散到晶界中心的势垒. 由于CZTS晶体的易解理面是(112), 晶界面与(112)面平行的扭转晶界∑ 3^*[221]和∑ 6^*[221] 等不破坏原有晶体的基本结构, 它们的晶界能很小, 而且其电子结构与晶体内部基本相同, 因此尽管它们大量存在于CZTS材料中, 但是对材料性质仅有很小的影响. 通过比较晶体、晶界、空腔的表面和纳米棒的电子结构和光吸收系数, 我们可以看出: 这些微结构会在带隙内引入新的能级(复合中心), 同时高的孔隙率会降低(大于1.3 eV)光的吸收系数, 因此提高CZTS薄膜的致密度是提高CZTS太阳能电池效率关键.     

Cu2O/C60梯度薄膜的制备

 功能梯度材料应用前景广阔,特别在ICF研究中,梯度靶是一种重要的基础-基准靶。以Cu₂O和C₆₀为原料,用真空蒸镀法在石英基底上制备了Cu₂O/C₆₀梯度薄膜,并用XPS, AFM, 紫外光谱仪对其成份分布、表面形貌、紫外吸收谱进行了测试。测量结果表明,薄膜的组成沿厚度方向呈连续梯度变化,符合梯度功能材料的变化规律。     

铜锌锡硫薄膜材料及其器件应用研究进展

铜锌锡硫薄膜材料组成元素储量丰富, 环境友好, 成本低廉, 成为最具前景的薄膜材料之一. 目前, Cu₂ZnSn(S, Se)₄ (CZTSSe)薄膜太阳电池的最高转换效率已经达到12.6%. 本文总结了Cu₂ZnSnS₄ (CZTS)的发展历史, 依次介绍了CZTS薄膜材料的结构特性、光学特性、电学特性、界面特性和Na对CZTS 薄膜的影响, 详细介绍了CZTS薄膜的制备方法及器件应用的最新研究进展, 总结了目前CZTS薄膜太阳电池发展中存在的问题, 展望了今后的研究方向.     

Cu_2O/ZnO氧化物异质结太阳电池的研究进展

介绍了近年来低成本Cu_2O/ZnO氧化物异质结太阳电池方面的研究进展.应用于光伏器件的吸收层材料Cu_2O是直接带隙半导体材料,天然呈现p型;其原材料丰富,且对环境友好.Cu_2O/ZnO异质结太阳电池结构主要有平面结构和纳米线/纳米棒结构.纳米结构的Cu_2O太阳电池提高了器件的电荷收集作用;通过热氧化Cu片技术获得的具有大晶粒尺寸平面结构Cu_2O吸收层在Cu_2O/ZnO太阳电池应用中展现出了高质量特性.界面缓冲层(如i-ZnO,a-ZTO,Ga_2O_3等)和背表面电场(如p~+-Cu_2O层等)可有效地提高界面处能级匹配和增强载流子输运.10 nm厚度的Ga_2O_3提供了近理想的导带失配,减少了界面复合;Ga_2O_3非常适合作为界面层,其能够有效地提高Cu_2O基太阳电池的开路电压V_(oc)(可达到1.2 V)和光电转换效率.p~+-Cu_2O(如Cu_2O:N和Cu_2O:Na)能够减少器件中背接触电阻和形成电子反射的背表面电场(抑制电子在界面处复合).利用p型Na掺杂Cu_2O(Cu_2O:Na)作为吸收层和Zn_(1-x)Ge_x-O作为n型缓冲层,Cu_2O异质结太阳电池(器件结构:MgF_2/ZnO:Al/Zn_(0.38)Ge_(0.62)-O/Cu_2O:Na)光电转换效率达8.1%.氧化物异质结太阳电池在光伏领域展现出极大的发展潜力.     

Magnetic and transport properties of YBa2Cu3Oy superconductor foams

The recently reported superconducting YBa₂Cu₃O_y (Y123) foams are highly interesting and promising for variety of applications. In this report we present first magneto-transport measurements of the superconducting properties of these foams. The investigations reveal the superconducting properties being similar to those of bulk melt processed materials. The 123 foams reveal a T_c of 92 K and have a magnetization J_c of 40,000 A/cm² at 77 K and 0 T. The measurements of magnetic hysteresis versus field show a high anisotropy of the critical current density up to J_c^ab/J_c^c7.