中科大空间限域生长策略制备石墨烯基超晶格材料取得重要进展

正中国科学技术大学化学与材料科学学院、合肥微尺度物质科学国家实验室谢毅教授课题组在石墨烯基超晶格材料的合成及应用领域取得重要进展。研究人员通过利用空间限域生长的策略,首次在溶液中合成出钒氧骨架-石墨烯超晶格材料并显示出大幅度增强的磁热效应。众所周知,超晶格材料由于其特殊的界面电子结构带来奇特的物理性质,近年     

中子散射在新型磁性材料研究中的应用

简单介绍了中子散射在具有一级晶格和磁相变的新型磁制冷材料和具有庞磁致电阻材料中的一些研究进展.中子散射结果表明,在NaZn13型稀土铁基化合物中,晶格与磁性之间存在明显的耦合,这种耦合可能是该体系中大的磁熵变的来源;在CMR(Colossal Magnetoresistant)锰氧化物中,极化中子衍射证明3d电子的轨道分布与Jahn-Teller效应、磁有序等密切相关,并在该体系中,首次测量到纳米尺度的磁性材料中的自旋波.     

MOCVD 生长及 TEM 表征 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料

本文报道 MOCVD 生长 GaAs/Al_xGa_(1-x)As 量子异质结构材料(超晶格、量子阱及量子共振隧穿二极管),采用横断面透射显微术表征了样品的界面结构。实验表明:多量子阱与超晶格的周期性良好,层与层之间界面清晰,采用[100]带轴入射,观察到超晶格的 TEM 卫星衍射斑,测量到量子阱中电子的子能级跃迁吸收。研究了生长工艺和材料结构的关系,分析了影响 RT 器件的因素。     

化学镀带绝缘层LC共振型复合结构丝的巨磁阻抗效应

研究了LC共振型复合结构丝的巨磁阻抗效应并作了机理分析.用化学镀的方法制备了BeCu/绝缘层/NiCoP复合结构丝,由其自身构成串联LCR共振回路.该LC共振型复合结构丝的巨磁阻抗效应比一般型大幅度增加,长度为11cm的复合结构丝在频率f=24MHz时由一般型的54.7%增加到254.3%,增加了4.65倍.共振频率随复合结构丝长度的增加而减小.巨磁阻抗效应在共振频率附近迅速增强,而远离该频率则明显减小,具有很好的频率选择性.     

超晶格半导体材料及其应用(2)

三、超晶格材料在器件方面的应用第一讲中所叙述的超晶格材料表明,我们在电子波长和平均自由程(～10nm)范围内的空间中,有可能设计和控制对电子和空穴的势能。在这样的微观势场变化中,电子状态的量子化和势垒中的隧道效应等的反映,表现出超晶格结构新的多种物理性质。因为这些物理性质不仅与材料有关,而且还与膜厚等结构参数有很强的依赖关系。因此,对器件设计的自由度很大。外另,在超薄膜内二维电子气独特的电和光性质使我们有希望做出新功能器     

Fe52T2(T=Cr,Mn,Co,Ni)合金bcc与fcc相结构的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究稀释掺杂的Fe_(52)T_2(T=Cr, Mn, Co, Ni)合金铁磁bcc相和反铁磁fcc相结构的晶格参数、磁性和两相的相对稳定性。结果表明:晶格参数和体模量随掺杂元素d壳层电子个数的变化关系不能用简单的d能带填充图像解释,说明FeT合金中存在较强的磁-结构耦合效应。FeT合金的铁磁bcc相比反铁磁fcc相稳定。反铁磁相呈四方结构,晶格常数c/a比值约为1.07,此相结构可能是一个亚稳态。晶格结构的变化引起电子的重新分布,导致不同磁结构和局域原子磁矩。     

基于第一性原理的新型铁基超导材料AFeAs电子结构和磁结构的研究

基于密度泛函理论(DFT),采用线性增强平面波展式结合改进的局域轨道(APW+lo)方法,计算分析了新型铁基超导材料LiFeAs和NaFeAs的电子结构、能量和磁结构.通过系统磁性质的计算表明,系统磁矩和原子磁矩与晶体的晶格结构有着直接关系,这与实验中发现的超导温度压制效应直接相关.计算得到了与材料物性直接相关的电子能带和电子态密度.     

浅析超晶格结构增强掺杂效果的机理

近年来随着各种新型外延技术的发展和超晶格理论研究的不断完善,利用超晶格结构人为的对材料的能带进行控制和调整成为了可能。本文简单介绍了超晶格材料以及超晶格结构的几种特殊效应。并重点对超晶格结构掺杂机理进行了分析和探讨。     

超晶格结构在二维转角异质结中产生的新奇物态

二维量子材料由于其展现出的许多新奇特质而受到了普遍关注。当二维量子材料组成同质结或异质结时,晶格常数和层间旋转角度会使体系产生新的超晶格结构,从而导致一系列电子能带结构和物理性质的变化。文章首先围绕着超晶格结构所带来的晶格空间结构以及能带结构的变化展开讨论,主要介绍了由此产生的超晶格狄拉克点、莫尔激子和原子重构等新奇物性。除此之外,超晶格结构会使电子的费米速度在一组特定的旋转角度下消失,产生平带。这会导致该区域的物理性质由电子之间的相互作用能主导,从而产生显著地改变。这些由电子之间强关联现象所引起的新奇物性,成为了近些年凝聚态物理等研究领域的前沿课题之一。在这里,文章主要围绕着关联绝缘态、超导、电子晶体和轨道磁性等介绍了与电子之间强关联现象有关的内容,并在最后对超晶格结构未来的发展方向进行了展望。     

2:17型铈-钴-铝化合物的结构与磁晶各向异性

本文用真空电弧熔炼法首次制备了 Ce2 Co17-x Alx 化合物 ,利用 X-射线和磁测量手段 ,研究了化合物的结构与内禀磁性。重点讨论了 Al原子在 Co次晶格四个不同晶位择优占位与Co次晶格磁晶各向异性的关系 ,其中 1 8h晶位对 Co次晶格各向异性负贡献起重要作用。     

自旋旋转在La(Fe,Al)13超磁致伸缩中的关键作用

磁致伸缩可作为电磁能和机械能之间的高效转换途径,是基础研究以及技术应用等方面重要的材料性能.然而,在其微观成因的理解方面仍然存在挑战,这对磁致伸缩材料的发展非常重要.本文利用原位磁场和温度场下的粉末中子衍射技术首次揭示了自旋旋转对La(Fe,Al)₁₃超磁致伸缩的关键作用. La(Fe,Al)₁₃超磁致伸缩性能是由磁场驱动的倾斜结构磁矩旋转引起的,其中铁磁成分的急剧增加促使晶格内部二十面体伸长,进而产生巨大的磁致伸缩.此外,本文揭示了La(Fe,Al)₁₃精确的倾斜磁结构特征.本研究提供了一种通过磁场诱导自旋旋转途径探索新型磁致伸缩功能材料的策略.     

2：17型铈—钴—铝化合物的结构与磁晶各向异性

本文用真空电弧熔炼法首次制备了Ｃｅ２Ｃｏ１７－ｘＡｌｘ化合物,利用Ｘ－射线和磁测量手段,研究了化合物的结构与内禀磁性。重点讨论了Ａｌ原子在Ｃｏ次晶格四个不同晶位择优占位与Ｃｏ次晶格磁晶各向异性的关系,其中１８ｈ晶位对Ｃｏ次晶格各向异性负贡献起重要作用。     

氢对YFe10V2的结构和磁性的影响

吸氢使ＹＦｅ１０Ｖ２晶格膨胀，磁化强度和居里温度增加，但Ｆｅ－Ｆｅ的交换作用系数减小。吸氢不改变铁亚晶格的单易轴磁结构，但使单轴向向异性减弱。氢使各铁晶位的超精细场和同质异能移位都增加。     

La0.7-xNdxBa0.3MnO3纳米颗粒的居里温度与磁热效应

用溶胶-凝胶法制备了La0.7-xNdxBa0.3MnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)多晶纳米颗粒,用XRD分析其相结构并计算晶格常数,用VSM测量样品的磁性能并计算磁熵变和居里温度.结果表明,La-Ba-Mn-O系列中适当的Nd掺杂可调整材料的居里温度至室温附近并有效提高其磁熵变.文中对于Nd掺杂对居里温度和磁熵变影响的机理进行了定性的分析.     

声学超材料板的弯曲波带隙与减振降噪特性

利用周期结构的波传播理论和有限元法相结合的方法计算了含双层柱状局域共振结构的声学超材料板的能带结构图,分析了晶格常数的变化对超材料板的带隙特性的影响。研究发现:晶格常数的变化会影响基板和柱体的振动耦合作用,对超材料板的带隙特性产生显著影响。通过对比不同算例,分别得到了限定或不限定局域共振结构附加质量比条件下,晶格常数对带隙的调控规律,研究表明选择适中的晶格常数,可以增大带隙的归一化宽度。此外还进一步仿真计算了超材料板在力激励下的振动与声辐射特性,结果表明在带隙频率范围内,超材料板具有良好的低频宽带减振降噪效果。论文研究为基于带隙理论的板类结构的低频宽带减振降噪设计提供了有益参考。     

Ce2(CO,Si)17化合物的结构与磁晶各向异性

用真空电弧熔炼了Ｃｅ２Ｃｏ１７－ｘＳｉｘ化合物,研究了化合物的结构与内禀磁性,研究了Ｓｉ原子在Ｃｏ次晶格四种晶位的择优占位与Ｃｏ次晶格磁晶各向异性的关系,结果表明,１８ｈ晶位对Ｃｏ次晶格磁晶各向异性的负贡献起重要作用。     

超磁致伸缩薄膜难磁化轴方向动态特性研究

磁场驱动频率高是限制超磁致伸缩薄膜器件推广应用的关键因素之一,研究如何降低超磁致伸缩薄膜器件的磁场驱动频率对超磁致伸缩薄膜器件的推广应用将具有重要意义。在深入分析超磁致伸缩薄膜存在各向异性根本原因的基础上,结合薄膜磁致伸缩过程中磁畴的运动机理,提出只要能够克服超磁致伸缩薄膜中存在的退磁场,低磁场驱动频率下就可在难磁化轴方向获得更为优良动态特性的新思路。通过建立超磁致伸缩薄膜难磁化轴实验系统进行实验研究,结果表明通过施加合适的偏置磁场克服退磁场,可以使薄膜在难磁化轴方向产生响应优良的超谐共振,为低频驱动GMF器件的研制提供了一种新的思路。     

考虑电子热初速分布计算磁聚焦强流电子注的新方法

电子的热初速对强流电子注磁聚焦系统的性能具有重大的影响.本文提出了一种新方法,系统地考虑电子热初速分布和空间电荷效应计算非层流强流电子注聚焦系统;导出了局部正交曲线坐标系中电流密度分布的演化方程;编写了强流电子注磁聚焦的软件,研究了热初速分布对周期磁聚焦电子注电流密度分布及其演化的影响.     

电流对Ni80Fe20/Cu复合结构丝磁性能的影响

利用磁控溅射方法制备了Ni80Fe20/Cu复合结构丝,过程中给基底Cu丝施加电流,研究了电流对复合结构丝的形貌、磁结构及磁阻抗(Magnetoimpedance,MI)的影响。实验结果表明,施加电流后样品表面形貌趋于平整致密。适当的诱导电流大小和时间能够诱导磁性层产生环向磁结构,降低其等效各向异性场,进而提高样品的MI效应。溅射时间为40min,电流大小为125mA、通电时间30min时,样品的磁阻抗效应最明显。当诱导电流继续增大或电流时间进一步增加时,铁磁层磁结构转为纵向,矫顽力相应增加,阻抗效应降低。利用电流的热效应和磁效应对实验结果进行了有益的分析和讨论。     

La0.8Ce0.2Fe13-xSix金属间化合物的晶体结构和磁熵变研究

通过X射线衍射和磁性测量等手段对金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)的结构和磁性进行了研究.结果表明,经过对铸态样品进行24h短时间退火所得的金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)晶体均为单相立方NaZn13型结构;Si含量的增加,导致晶格体积收缩,居里点升高.当x=1.8时,该化合物在居里温度Tc约175K具有大的磁熵变|△SM|,在1T的磁场下|△SM |max为4.79J/kg·K,大的磁熵变来源于Tc处磁化强度的陡峭变化和Tc以上磁场诱发的巡游电子变磁转变.