Strain-mediated magnetoelectric control of tunneling magnetoresistance in magnetic tunneling junction/ferroelectric hybrid structures

Because of the wide selectivity of ferromagnetic and ferroelectric (FE) components, electric-field (E-field) control of magnetism via strain mediation can be easily realized through composite multiferroic heterostructures. Here, an MgO-based magnetic tunnel junction (MTJ) is chosen rationally as the ferromagnetic constitution and a high-activity (001)-Pb(Mg$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)$_{0.7}$Ti$_{0.3}$O$_{3}$ (PMN-0.3PT) single crystal is selected as the FE component to create a multiferroic MTJ/FE hybrid structure. The shape of tunneling magnetoresistance (TMR) versus in situ E-fields imprints the butterfly loop of the piezo-strain of the FE without magnetic-field bias. The E-field-controlled change in the TMR ratio is up to $-$0.27% without magnetic-field bias. Moreover, when a typical magnetic field ($\sim \pm 10$ Oe) is applied along the minor axis of the MTJ, the butterfly loop is changed significantly by the E-fields relative to that without magnetic-field bias. This suggests that the E-field-controlled junction resistance is spin-dependent and correlated with magnetization switching in the free layer of the MTJ. In addition, based on such a multiferroic heterostructure, a strain-gauge factor up to approximately 40 is achieved, which decreases further with a sign change from positive to negative with increasing magnetic fields. This multiferroic hybrid structure is a promising avenue to control TMR through E-fields in low-power-consumption spintronic and straintronic devices at room temperature.     

流体/准饱和多孔介质中伪Scholte波的传播特性

研究流体/多孔介质界面Scholte波的传播特性对于水下勘探、地震工程等领域具有重要意义.本文基于Biot理论和等效流体模型,采用势函数方法,推导了描述有限厚度流体/准饱和多孔半空间远场界面波的特征方程和位移、孔压计算公式.在此基础上,分别以砂岩和松散沉积土为例,研究了流体/硬多孔介质和流体/软多孔介质两种情况下,可压缩流体层厚度和多孔介质饱和度对伪Scholte波传播特性的影响.结果表明：多孔介质软硬程度显著影响界面波的种类、相速度、位移和水压力分布;有限厚度流体/饱和多孔半空间界面处伪Scholte波相速度与界面波波长和流体厚度的比值有关;孔隙水中溶解的少量气体对剪切波的相速度的影响不大,对压缩波相速度、伪Scholte波相速度和孔隙水压力分布影响显著.     

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。     

化学计量比LiNbO3晶体的激光显微拉曼光谱研究

对用助熔剂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体进行了激光显微拉曼光谱测试分析,与同成分LiNbO3晶体相比较,A1(TO)与E(TO)模的谱线数目、频率基本不变,验证了LiNbO3晶体属置换式固溶体的结论.738cm-1处拉曼振动峰（A1(LO)模）的相对强度随晶体中Li2O含量的增加发生了明显的变化,在两种掺杂晶体中,此振动峰已经消失.根据Li空位模型,从占位和结构上进行了分析讨论.在152和872cm-1处拉曼振动峰半高宽随晶体中Li/Nb的增大而变窄,对二者关系进行了线性拟合,利用拟合公式可根据拉曼振动峰半高宽计算晶体中的Li/Nb值. 关键词： 化学计量比 拉曼光谱 线性拟合 半高宽     

PAn/PEO-LiClO4界面的交流阻抗研究

近年来,交流阻抗方法已成功地应用于固体电极-电解质界面电化学性能的研究.特别是最近几年,聚氧化乙烯-锂盐复合物(PEO-LiX)系列高分子电解质材料研究的深入,研制以高分子电解质为隔膜的全固态锂电池的设想已成可能.前人用交流阻抗方法对Li/PEO-LiX和钒氧阴极/PEO-LiX界面行为研究已作了大量工作,并获得相关锂电池电极界面电化学性能的理论数据.本文用化学氧化法合成聚苯胺(PAn)阴极材料和本室改进的PEO-LiClO_4复合物作室温固体电解质,研究PAn/PEO-LiClO_4电极界面的电化学性能,获得一些新的结果。     

分子扭转振动固有频率与链烷烃的定量-结构性质相关研究

将链烷烃分子拓扑图近似地看作一个多自由度扭转振动系统，分子中的原子或 原子基团代表系统中的质点，化学键代表连续各质点的弹簧，用相对原子量反映质 点的质量大小，用键能反映弹簧的刚度，用机械振动理论方法计算各阶固有频率ω _i，用其中的基频ω_0和总频∑ω_i作为链烷烃分子结构信息指数，建立结构-性 质相关模型：P_i = aω_0 + b∑ω_i + c。将该模型用于链烷烃分子的15种物理 化学性质的相关分析，其相关性系数均在0.9190与1.0000之间。     

固相反应合成Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的动力学

依据新的固相反应模型, 采用非等温热重和差示扫描量热法研究了由BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5粉末固相反应合成Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的动力学. 考察了高速机械搅拌方式混料和球磨方式混料对合成动力学的影响. 结果表明, 反应过程分为两个阶段: 第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO3和BaNbO3三相之间固溶生成均相的Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ, 此过程中伴随有氧的脱出. 应用修正的模型对实验结果进行了拟合, 实验数据和理论模型符合良好. 高速机械搅拌样品加成反应阶段的活化能为376.76 kJ·mol-1, 仅为球磨样品加成反应阶段活化能494.76 kJ·mol-1的3/4. 高速机械搅拌工艺促进了离子的扩散, 有利于后续反应的进行, 是更为有效、节能、环保的混料方式.     

分子结构力学有限元分析方法估算多元醇液体热导率

将乙二醇分子模拟成一个多自由度无阻尼自由振动体系,用振动力学有限元分析方法中的空间刚架元对乙二醇分子结构隐氢图进行分析求解,可得到相应的分子结构固有频率.选择其中的基频、总频及其确定的Lennard-Jones势函数为模型参量,用于建立乙二醇液体热导率温度关联式,其相关系数高达0.994 5;用于建立乙二醇和1,2-丙二醇液体热导率-温度关联式,其相关系数高达0.999 8;用于建立乙二醇、1,2-丙二醇和丙三醇（甘油）3种液体热导率-温度关联式,其相关性高达0.997 6.结果表明：基于分子结构固有频率和Lennard-Jones势函数的热导率-温度关联式可用于不同温度下多元醇类液体热导率的预测和估算.     

窄禁带稀磁半导体二维电子气的磁阻振荡研究

通过改变温度和磁场方向对调制掺杂的n型Hg_0.82Cd_0.16Mn_0.02Te/Hg_0.3Cd_0.7Te第一类量子阱中磁性二维电子气磁阻拍频振荡进行了深入的研究，发现不仅温度的变化能够引起磁阻拍频节点位置的变化. 而且改变磁场方向，可以分别调整塞曼分裂和朗道分裂. 从对拍频的分析中，可以将依赖于磁场垂直方向的朗道能级分裂和依赖于整个磁场大小的塞曼分裂区分开来. 关键词： 磁性二维电子气 自旋分裂 塞曼分裂 拍频     

Nafion-lnduced Metal-Metal Interactions in a Platinum（Ⅱ） Terpyridyl Acetylide Complex： a Luminescent Sensor for Detection of Volatile Organic Compounds

The platinum(Ⅱ) terpyridyl acetylide complex [Pt(terpy)(C≡CR)]ClO4 (terpy=2,2‘ : 6‘2“-terpyridine, R=CH2CH2CH3) (1) was incorporated into Nation membranes. At high loading the dry membranes exhibit intense photoluminescence with λmax at 707 nm from the ^3MMLCT state, which was not observed in fluid solution. Upon exposure to the vapor of polar volatile organic compounds (VOC), this photoluminescence was significantly red-shifed. This process was fully reversible when the VOC-incorporated membrane was dried in air. The dramatic and reversible changes in the emission spectra made the Nation-supported complex as an interesting sensor candidate for polar VOC.