准二维4×4量子点磁化动力学特性的Monte Carlo模拟(英文)

基于Monte Carlo模拟,研究了准二维4×4量子点阵列中交换相互作用常数J、偶极相互作用常数D、磁晶各向异性常数K对自旋组态和相关磁特性的影响.模拟结果表明,量子点阵列和单个量子点表现出完全不同的磁特性,即量子点阵列表现为顺磁性,而单个量子点则为铁磁性;分析不同外磁场下体系自旋组态的变化可以很好地解释模拟结果.     

稀磁掺杂MnxGe1-x量子点的制备及应用

作为一种新兴的稀磁掺杂半导体材料,Mn_xGe_(1-x)量子点的自旋电子学性能在最近几年内取得了较为重大的突破。本文针对现有Mn_xGe_(1-x)量子点的稀磁掺杂制备方法及与制备方法相关联的磁电子学性能展开论述,并详细介绍了Mn_xGe_(1-x)量子点在生长过程中Mn原子与生长表面之间的相互作用、形貌转变以及迄今为止对基于这种纳米材料进行的自旋电子学应用的尝试。最后,展望了Mn_xGe_(1-x)量子点未来研究的重点和亟待解决的问题。     

磁性多层膜系统自旋重取向行为的Monte Carlo模拟

依据Heisenberg模型,利用Monte　Carlo方法模拟了磁性多层膜系统的自旋重取向行为,研究了各向异性、偶极相互作用以及外磁场对系统自旋取向的影响。通过模拟计算,获得了系统组态、磁分量等随偶极相互作用、外加磁场和温度的变化规律,重点研究了磁性多层膜系统在外磁场作用下的磁滞现象。     

铁磁超细颗粒的低温磁化及磁振子的微波吸收理论

根据铁磁自旋波理论及自旋波与微波辐射的相互作用量子理论，得到计入量子尺寸效应时铁磁超细颗粒的低温磁化强度及磁振子的微波吸收函数。     

耦合于铁磁电极的T型双量子点自旋极化输运

采用Keldysh非平衡态格林函数方法和运动学方程方法,研究了耦合于铁磁极的T型双量子点自旋极化输运。研究发现系统的态密度随着铁磁电极的自旋极化强度的变化而发生变化,这样的一个可以包含单个和双个量子点的系统能为将来自旋阀实验上的进步提供更多的可供参考的的方法。     

CoFe2O4纳米线阵列的合成及磁性

利用多孔阳极氧化铝模板和溶胶．凝胶法制备了CoFe2O4纳米线阵列。溶胶是通过真空注入法被填充到模板的纳米孔洞中的，通过高温热处理，形成CoFe2O4纳米线阵列。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对CoFe2O4纳米线阵列的形貌、结构和磁性进行了研究。CoFe2O4纳米线的直径与模板孔径相等．其具有多晶的尖晶石结构。CoFe2O4纳米线阵列未表现磁各向异性，这是由其多晶结构和较大的磁晶各向异性常数决定的．     

磁组装薄膜材料的结构及磁各向异性研究

在近平行方向磁场作用下,制备出有序平行线形阵列结构的纳米Fe3O4/氟碳树脂磁组装薄膜材料。利用偏光显微镜和紫外-可见-近红外分光光度计(UVPC)研究不同场强条件以及不同粉体含量对薄膜内部阵列结构的影响;采用振动样品磁强计(VSM)研究不同条件下磁组装薄膜的磁各向异性。结果表明:随着磁场强度增加,阵列变得越来越密集,随着Fe3O4含量的增加,线形阵列逐渐变粗;磁组装薄膜具有明显的磁各向异性,且随着磁场强度增加以及粉体的减少其等效磁各向异性常数逐渐增大。     

末端形状对磁纳米薄膜自旋波模式特性的影响

基于微磁学模拟方法研究了磁纳米膜末端形状对自旋波模式特性的影响。获得了多种不同的局域化、量子化自旋波模式特性,以及末端形状对自旋波模式特性的调制规律。通过裁剪纳米膜的末端形状可有效调控边缘模式自旋波特性,存在一临界裁剪参数h0。当裁剪度hh0时,随着h的增大,边缘模式频率快速增加,局域于磁薄膜两末端的磁振荡区域向中央扩展。当h≥h0时,局域于磁薄膜两末端磁振荡在磁体中央合并为一致振荡模式自旋波,边缘模式被抑制。薄膜末端边缘形状对别的自旋波模式特性影响较小。最后,基于近似色散关系理论模型对研究结果进行了解释。     

自旋极化电流辅助的超快反磁化特性研究

基于微磁学模拟方法研究了椭圆纳米薄膜的超快反磁化特性。提出一种利用弱直流自旋极化电流辅助的场驱动进动反磁化新机制。新机制可以有效扩宽脉冲持续时间窗口,在宽的脉冲持续时间范围内可实现进动磁反转而无需精确控制;也可有效抑制磁反转后长时间磁振荡,缩短有效反磁化时间。时间窗口的扩宽和进动磁反转后磁振荡的衰减依赖于自旋极化电流密度。磁反转后的磁振荡由多种不同的自旋波模式构成,自旋转移力矩可以调制磁体有效阻尼,加速磁能量的耗散。     

化合物DyMn6Sn6的磁晶各向异性及自旋重取向相变研究

采用交换相互作用的分子场理论模型对金属间化合物DyMn6Sn6的自旋重取向相变进行了研究.从理论上计算了DyMn6Sn6的易磁化方向以及Dy和Mn离子磁矩与c轴夹角随温度的变化.基于单离子模型计算了Dy离子的一阶和二阶磁晶各向异性常数K 1R和K 2R随温度的变化.研究表明,为了很好的描述该化合物的自旋重取向相变,必须考虑Dy离子的四阶晶场项及相应的二阶磁晶各向异性常数K 2R、K 2R与K 1R和Mn离子磁各向异性常数K1t之间的相互竞争是导致DyMn6Sn6自旋重取向相变的重要因素.     

自旋极化电流辅助的超快反磁化特性研究

基于微磁学模拟方法研究了椭圆纳米薄膜的超快反磁化特性。提出一种利用弱直流自旋极化电流辅助的场驱动进动反磁化新机制。新机制可以有效扩宽脉冲持续时间窗口,在宽的脉冲持续时间范围内可实现进动磁反转而无需精确控制;也可有效抑制磁反转后长时间磁振荡,缩短有效反磁化时间。时间窗口的扩宽和进动磁反转后磁振荡的衰减依赖于自旋极化电流密度。磁反转后的磁振荡由多种不同的自旋波模式构成,自旋转移力矩可以调制磁体有效阻尼,加速磁能量的耗散。     

量子点敏化太阳能电池研究进展

综述了量子点敏化太阳能电池的结构、工作原理和量子点敏化剂的特性,并根据量子点敏化剂的组成进行分类,分别介绍了近期研究进展.量子点敏化剂的结构以及宽带隙材料的纳米结构对太阳能电池的性能都有影响,若制备的敏化剂粒径呈梯度分布,则可充分发挥量子点敏化剂的宽吸收特性;量子点和垂直生长在导电衬底上的一维纳米线或纳米管阵列相结合,光生电子直接传输到电极,能有效提高量子点敏化太阳能电池的效率.最后,结合现存问题提出了今后的研究方向.     

钙钛矿锰氧化物低维纳米结构研究进展

钙钛矿结构锰氧化物由于同时存在电荷、自旋、轨道、晶格等多种自由度, 它们之间很强的相互作用和相互竞争导致了一系列新颖的物理现象, 如庞磁电阻效应、巨磁熵效应、绝缘体-金属转变、电子相分离、电荷/轨道有序等现象, 使其成为凝聚态物理学研究的热点。随着微电子器件日趋集成化和微型化, 其特征尺寸越来越小, 目前基于钙钛矿结构锰氧化物微电子器件的特征尺寸已经进入纳米尺度。在纳米尺度钙钛矿结构锰氧化物具有显著的尺寸效应, 表现出与薄膜及块材不同的电、磁输运特性, 在新一代微电子器件领域具有重要的应用价值。近年来人们在钙钛矿锰氧化物低维纳米结构制备、电磁输运特性测量、微结构表征及理论模拟方面, 都取得了较大的研究进展, 本文对此进行了评述。首先, 概述了钙钛矿锰氧化物低维纳米结构的微结构研究进展; 介绍了钙钛矿锰氧化物低维纳米结构的电子相分离及电荷有序现象; 评述了其电磁输运特性的纳米尺度表征; 讨论了钙钛矿锰氧化物低维纳米结构在自旋电子学、磁随机存储器和传感器方面的应用进展。最后指出了未来钙钛矿锰氧化物低维纳米结构研究需要重点解决的一些问题。     

动力学Monte Carlo方法对量子点生长微观机理模拟的研究进展

为深入理解生长因素及应变对量子点形成的影响,科研工作者采用动力学蒙特卡罗方法对量子点的生长进行了大量研究。简要概括了采用动力学蒙特卡罗法(kinetic monte carlo,KMC)模拟量子点生长的研究进展。主要从模型结构和原子间相互作用势的差异来介绍量子点二维层状生长向三维岛状生长过渡、成核位置、量子点尺寸分布以及量子点形貌转变等内容。此外还简单介绍了图形衬底上有序量子点生长的模拟研究进展,为量子点生长及应用奠定了坚实的基础。     

科学家研制出可称出分子质量的最微小天平

近日,德国汉堡大学的科学家成功对单个原子问磁耦合特性进行了直接测量,原子磁性数据存储和新型自旋电子器件的研发又迈出了重要一步。相关成果发表在近期的《自然·物理》杂志网络版上。     

Fe_3O_4磁流体制备及磁性能研究

采用共沉淀法制备了3种不同粒径的Fe3O4纳米粒子,并分别将其分散在水中制备成磁流体.采用超导量子干涉仪分别测量了不同粒径磁粒子及其磁流体的磁性能.实验结果显示:粉末状Fe3O4粒子的比饱和磁化强度和矫顽力均随粒径的增加而增大;磁流体中的磁粒子比饱和磁化强度也随着粒径的增加而增大,但3种样品的矫顽力均为零,显示出超顺磁性;相同粒径的Fe3O4粒子,在磁流体中的比饱和磁化强度较粉末状态时为低.     

磁化强度调制的圆柱形纳米线磁子晶体

采用微磁学模拟的方法研究了自旋波在磁化强度周期变化的圆柱形纳米线中的传播特性。结果显示,频谱和色散关系图中均能看到明显的自旋波通带和禁带。带隙是由自旋波在布里渊区边界处的布拉格反射引起的。通过改变磁子晶体的周期长度、磁化强度比值可以有效的调制自旋波带隙结构。当周期长度增大时,带隙数目增加,带隙频率位置降低,带隙宽度变窄。随着磁化强度调制的增强,带隙位置逐渐降低,而带隙宽度表现出复杂的变化形式,有些带隙表现出振荡行为。这些结果对研制纳米线磁子晶体器件具有参考意义。     

碳量子点/BiPO_4纳米复合材料增强的可见光吸收和电荷分离

通过水热法一步合成了具有增强可见光吸收和电荷分离的碳量子点/BiPO_4纳米复合光催化材料。通过降解罗丹明B染料表征了碳量子点/BiPO_4纳米复合材料的光催化性能。结果表明:在模拟太阳光或可见光的照射下,碳量子点/BiPO_4复合材料的光催化性能均优于单纯的BiPO_4。碳量子点/BiPO_4复合材料光催化性能的提升可归因于碳量子点对可见光的吸收增加了太阳光的利用率,以及碳量子点的电子转移和储存性质提高了材料的电荷分离效率。     

相互连接的碳微米球的制备与磁性(英文)

通过化学气相沉积法直接在SiO2衬底上750℃裂解乙炔制备出直径约为3～5μm,具有层状结构并含有大量缺陷的相互连接的石墨基碳微米球。结果表明:碳微米球除了表现出通常的抗磁性外,还表现出由于本征缺陷导致的未配对自旋而引起的顺磁性;这些缺陷提供自旋为1/2的磁矩;通过布里渊函数拟合得到,大约平均每1 000个碳原子贡献出1.1μB的未配对自旋磁矩;1/xp-T曲线表明这些未配对自旋之间并没有相互作用,样品表现出典型的居里型顺磁。     

A-B两层铁磁耦合薄膜中的自旋波共振谱

在Heisenberg模型的基础上,计入垂直于膜面的磁场,考虑表面各向异性场情况下,精确求解了简立方结构双层异质铁磁薄膜中的自旋波低能量子本征值问题.又在此基础上加上平行于膜面方向的交变磁场,应用量子理论严格推导了两层异质铁磁耦合薄膜中的自旋波共振激发,并在不同表面条件下计算了各种形式的自旋波共振谱.结果表明:1)共振峰强度与交变场振幅的平方成正比,与本征态中单个自旋反转对应的几率幅的模的平方成正比,即自旋波共振的平方律关系;2)由于表面各向异性场对不同形式的自旋波激发谱都产生影响,从而也影响自旋波的共振谱.