相场晶体法模拟过冷熔体中的晶体生长

利用相场晶体(phase-field crystal)模型,采用有限差分法,模拟了过冷熔体中晶体生长过程,研究了不同相区、不同过冷度对晶体生长过程的影响.结果表明,在共存区中,随着演化的进行,晶体生长被抑制,液-晶边界层逐渐变厚;在单相区中,随着过冷度的增大,晶态区面积显著增加,液-晶边界层逐渐变薄.晶体生长速度和过冷度成近似线性的关系. 关键词： 相场晶体 自由能函数 过冷熔体 晶体生长     

La1.3Sr1.7Mn2O7/SrTiO3-Nb异质结的整流和光伏特性

采用脉冲激光沉积法在SrTiO₃:0.7%Nb(100)单晶衬底上生长了La_1.3Sr_1.7Mn₂O₇(LSMO)薄膜, 并 研究了LSMO/SrTiO₃-Nb异质结的输运性质和光伏效应. 研究发现, 异质结具有良好的整流特征和明显的光生伏特效应. 在532 nm激光辐照下, 光生电压随温度升高先增大后减小, 并且在150 K达到最大值400 mV, 此温度点与LSMO薄膜发生金属-绝缘体转变的温度一致, 这表明异质结的光生伏特效应受LSMO薄膜内部的输运特征调控. 进一步, 从光生电压随时间的变化曲线中分析发现, 上升沿符合一阶指数函数, 这与载流子的迁移过程相关; 而下降沿符合二阶指数函数, 这与结两侧载流子的外部回路中和以及材料内部的电子-空穴湮灭有关. 值得注意的是, 上升沿和下降沿的时间常数均随着温度先增大后减小, 且最大值均出现在LSMO薄膜的金属-绝缘转变温度.     

Large positive magnetoresistance in photocarrier-doped potassium tantalites

We report on the high-field magnetotransport of KTaO₃ single crystals, which are a promising candidate for study in the extreme quantum limit. By photocarrier doping with 360 nm light, we observe a significant positive, non-saturating, and linear magnetoresistance at low temperatures accompanied by a decreasing Hall coefficient. When cooling down to 10 K, the magnetoresistance value of KTaO₃ (100) reaches ～ 433% at a magnetic field of 12 T. Such behavior can be attributed to all the electrons occupying only the lowest Landau level in the extreme quantum limit. Light inhomogeneity may also contribute to large linear magnetoresistance. These results provide insights into novel magnetic devices based on complex materials and add a new family of materials with positive magnetoresistance.     

Dendrite to symmetry-broken dendrite transition in directional solidification of non-axially oriented crystals

In this paper, the morphological transition from dendrite to symmetry-broken dendrite is investigated in the directional ;olidification of non-axially-oriented crystals using a quantitative phase-field model. The effects of pulling velocity and zrystal orientation on the morphological transition are investigated. The results indicate the orientation dependence of the ;ymmetry-broken double dendrites. A dendrite to symmetry-broken dendrite transition is found by varying the pulling telocity at different crystal orientations and the symmetry-broken multiple dendrites emerge as a transition state for the ;ymmetry-broken double dendrites. The state region during the transition can be well characterized through the variations ff the characteristic angle and the average primary dendritic spacing.     

镁基合金自由枝晶生长的相场模拟研究

利用定量相场模型, 以Mg-0.5 wt.%Al合金为例模拟了基面((0001)面)内镁基合金的等温自由枝晶生长过程. 通过研究该合金体系数值模拟的收敛性, 获得了最优化值耦合参数λ = 5.5及网格宽度Δx/W₀ = 0.4, 并在该参数下系统研究了各向异性强度和过饱和度对枝晶尖端生长速度、尖端曲率半径、Péclet数及稳定性常数σ^* 的影响. 结果表明, 由微观可解性理论得到的稳定性系数σ^* 与ε₆ 拟合值σ^*≅ ε₆ ^1.81905, 更接近理想值σ ^* (ε₆) ≅ε₆ ^1.75. 此外, 当过饱和度Ω < 0.6时, 稳定性系数σ ^* 不随ε₆ 的变化而变化, 而当Ω > 0.6时, 稳定性系数σ ^* 随着ε₆ 的增加而减小. 这反映了枝晶的生长由扩散控制向动力学控制的转变. 随着过饱和度的增加, 枝晶形貌由雪花状枝晶向圆状枝晶转变.     

Ferroelectricity in hexagonal YFeO3 film at room temperature

In this paper we report the leakage current,ferroelectric and piezoelectric properties of the YFe O3film with hexagonal structure,which was fabricated on Si(111)substrate by a simple sol-gel method.The leakage current test shows good characteristics as the leakage current density is 5.4×10-6A/cm2under 5 V.The dominant leakage mechanism is found to be an Ohmic behavior at low electric field and space-charge-limited conduction at high electric field region.The P–E measurements show ferroelectric hysteresis loops with small remnant polarization and coercive field at room temperature.The distinct and switchable domain structures on the nanometer scale are observed by piezoresponse force microscopy,which testifies to the ferroelectricity of the YFe O3film further.     

La0.67Sr0.33MnO3薄膜光响应特性研究

实验测量了在不同温度和电场下,超巨磁电阻CMR(colossal magnetoresistance)薄膜材料La_0.67Sr_0.33MnO₃(LSMO)的光响应特性.发现样品被激光照射后,具有光诱导电阻变化的特性.在温度小于居里点Tc时,电阻随温度升高而增大,在Tc以上时,电阻则随温度升高而减小.通过对样品的光脉冲响应和偏置电场的关系分析,可认为其光响应特性的机理与激光激励下引起的自旋系统变化有关.     

氟掺杂钛酸钡的电子结构和磁性的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算了F掺杂立方相BaTiO3的稳定性、电子结构和磁性.结果表明F掺杂BaTiO3体系结构稳定,掺杂体系的磁耦合作用与F原子间距密切相关.当F原子间距为0.6468nm时具有很强的铁磁耦合作用,其磁性机制可归结为未配对的Ti 3d电子自旋极化,且一个F原子替代产生1.0μB磁矩.当F原子间距为0.4933 nm时为反铁磁耦合,而间距大于0.7511 nm时为顺磁态.由于F掺杂立方相的BaTiO3可以获得比较好的铁磁性而且其稳定性很高,故有望在自旋电子器件方面发挥重要的作用.     

薄膜物理中厚度测量的教学设计与探索

物体厚度是一个简单的物理量,然而对于薄膜体系,厚度则扮演着极其重要的角色,尤其是对薄膜的各种物理和化学性质影响很大.因此,在薄膜物理这门课程中,需要强化薄膜厚度的概念及其测量方法的教学内容.本文从薄膜厚度的基本概念出发,围绕“学”来展开教学,以问题为导向,逐步引出厚度的重要性,解析厚度测量的方法和原理,具体讲解厚度的测量技术.教学内容由浅入深,推表及里,激发学生的思考,使学生更加深刻地掌握薄膜厚度概念及测量原理,同时在教学过程中引入领域科学前沿和思政元素,达到“教书”与“育人”的双重目的.     

BaTiO3/p-Si异质结的整流特性和光诱导特性的研究

利用脉冲激光沉积法成功制备了BaTiO₃/p-Si异质结, 该异质结在80–300 K 显示出了良好的整流特性和光诱导特性. 开启电压随着温度的升高而逐渐降低. 利用不同频率的光子辐照样品, 观察到明显的光电导效应. 且随着照射光子能量的增大, 结电流也相应变大, 光诱导效应越明显. BaTiO₃薄膜电阻-温度(R-T) 曲线显示氧缺陷条件下BaTiO₃薄膜具有良好的半导体特性. 关键词： 异质结 光诱导效应 3薄膜')" href="#">BaTiO₃薄膜