导读:本文包含了电磁输运论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钙钛矿氧化物,异质结,二维电子气,第一性原理计算
电磁输运论文文献综述
王芙凝[1]（2019）在《钙钛矿氧化物异质结界面电磁输运性质的研究》一文中研究指出近年来,薄膜沉积技术(例如90°离轴溅射、脉冲激光沉积以及分子束外延等)以及原位监测技术(例如反射高能电子衍射)已经取得了长足的进步,这使我们现在不仅可以实现在原子尺度上精确生长钙钛矿氧化物薄膜,而且还可以在薄膜生长过程中调节和增强其物理性质。钙钛矿氧化物的电学输运性质丰富,涵盖了绝缘性、半导体和金属性。钙钛矿氧化物还具有广阔的功能特性,譬如铁磁性、多铁性、高温超导、压电性、铁电性和热电性等,所有这些性质都对化学计量比、结构畸变和外部场等因素敏感。相比于传统半导体材料,钙钛矿氧化物提供了更多结构和功能的选择。因此,将两种不同的钙钛矿氧化物材料组装成异质结会催生出更新奇的物理现象,譬如二维电子气、磁性、高温超导、磁性与超导性共存、巨磁阻效应、光电效应等。钙钛矿氧化物异质结不仅提供了制造新型多功能器件的可能性,而且还挑战了我们目前对界面上强关联效应的理解。在传统的半导体异质结中,电子关联效应比较弱,界面处的平移对称性破缺导致电荷穿过界面重新分布以及界面附近能带的弯曲。在复杂的钙钛矿氧化物异质结中,电子之间具有很强的关联效应,能带结构通常不是刚性的,而是随电荷密度的变化而发生显着变化,因此不能用半导体异质结中非相互作用模型来描述,理解各自由度之间的相互耦合或竞争是个巨大的挑战。本论文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对不同种类的钙钛矿氧化物异质界面进行了系统的理论研究。首先研究了 LaGaO_3/SrTiO_3异质界面和NdGaO_3/SrTiO_3异质界面二维电子气的起源,发现了两种不同的物理机制。然后设计了六种KTaO_3基异质界面,研究了以KTaO_3材料替换SrTiO_3材料对体系电输运特性的影响。此外,还研究了 LaMnO_3/KTaO_3异质界面的电磁性质。最后,构建了复杂的CGO/CoO和CGO/NiO(CGO:Ce_(1-x)Gd_xO_(2-δ))异质界面,研究了体系杂质分凝行为出现的物理机制。主要的研究内容和结果如下:(1)在钙钛矿氧化物异质结中,LaAlO_3/SrTiO_3界面上观测到的具有独特性质的二维电子气是本领域的研究热点之一。尽管实验上和理论上都对氧化物异质界面的二维导电性进行了大量的研究,界面二维电子气的起源依旧存在争议。这里选择了与LaAlO_3/SrTiO_3相近的LaGaO_3/SrTiO_3体系为研究对象,系统的研究了界面二维电子气的起源。研究表明:对于LaGaO_3/SrTiO_3超晶格模型,界面处对称性破缺导致Ti离子的t2g轨道退简并为dxy,轨道和二重简并的dxy/yz轨道,其中dxy轨道能量更低且作为导带穿过费米能级,被电子填充。二维界面内dxy轨道电子的有效质量为0.87 me,而垂直于界面的电子有效质量为无穷大,这表明dxy,电子为异质结界面二维导电性提供载流子,是二维电子气的起源。对于LaGaO_3/SrTiO_3薄膜结构,体系在LaGaO_3的厚度达到7层时发生绝缘体—金属的转变。离子弛豫使LaGaO_3一侧发生较大的晶格畸变,由此产生的极化电场与界面极性不连续造成的内建电场相互抵消。随着LaGaO_3薄膜厚度的增加,薄膜的极化畸变程度逐渐减弱。当LaGaO_3达到临界厚度后,电子从LaGaO_3表面转移到SrTiO_3界面并占据界面Ti dxy轨道,是体系二维电子气的起源。当体系含有氧空位时,氧空位位于SrTiO_3第叁层时氧空位的形成能最低,体系结构最稳定。引入氧空位后体系发生反铁电畸变,导致氧空位最近邻Ti离子的eg轨道发生劈裂,其中dx2-y2轨道能量更低优先被多余电子占据,而界面处二维电子气依旧来源于界面Ti离子的dxy轨道电子。氧空位会提高体系的载流子浓度,尽管如此,氧空位却不利于二维电子气局域在界面处。(2)氧化物异质结NdGaO_3/SrTiO_3研究结果表明:当体系不含表面,即NdGaO_3中没有引入极性场时,异质结的费米能级穿过导带,表现出金属特性,界面二维电子气起源于电子重组。然而当体系含有表面时,异质界面始终保持绝缘性。这是因为离子弛豫后NdGaO_3薄膜发生很大的极化畸变,抵消了内建电场,完全阻碍了电荷从表面向界面的转移。因此本征的电子重组不是实验上发现的界面二维导电性的起源。在NdGaO_3/SrTiO_3体系引入氧空位后,计算发现当氧空位位于GaO2表面时氧空位的形成能最低,体系结构最稳定。体系引入氧空位后电子重新分布,表面畸变与氧空位引起的氧八面体旋转之间的平衡作用是界面二维电子气的起源。(3)基于以上对SrTiO_3基异质结的研究,我们设计了KTaO_3基极性/极性异质结,研究发现KTaO_3基异质界面的二维导电性独立于薄膜厚度的变化,这是KTaO_3基异质结的优势之一。对于LaGaO_3/KTaO_3,NdGaO_3/KTaO_3和PrGaO_3/KTaO_3异质结,薄膜一侧的极化畸变程度很大,导致没有电荷从表面转移到界面,体系中KTaO_3作为电子施主为二维导电提供载流子。而在LaAlO_3/KTaO_3,NdAlO_3/KTaO_3和PrAlO_3/KTaO_3异质结中,当薄膜达到临界厚度后,薄膜的极化强度变弱,电荷从表面向界面转移,界面处载流子由薄膜和KTaO_3共同贡献,这些电子占据了Ta dxy轨道。与SrTiO_3基异质结中Ti dxy电子相比,Ta dxy电子具有更小的有效质量,因此KTaO_3基异质结界面二维电子气具有更高的迁移率,有助于纳米器件方面的应用。(4)由锰氧化物构成的钙钛矿氧化物异质结由于电荷、自旋、轨道和晶格自由度的多维度耦合作用而产生种类繁多的相。锰氧化物薄膜受外延应力后导致键长和键角发生轻微的变化,但这可能会严重影响体系的磁性和输运特性。这里我们研究了 LaMnO_3/KTaO_3(001)异质结的电磁输运性质。与块体LaMnO_3材料的A型反铁磁性不同,受衬底应力作用的LaMnO_3薄膜具有铁磁性,这与LaMnO_3/SrTiO_3体系类似。作为极性/极性异质界面,LaMnO_3/KTaO_3也不存在绝缘体—金属的转变。极性不连续导致的转移电荷占据了Ta dxy轨道,并且界面Ta离子具有近0.05 μB的微小磁矩。此外,LaMnO_3薄膜一侧生成高度自旋极化的二维电子气,Mn eg轨道被部分占据表现出半金属铁磁性。(5)界面的杂质分凝作用对陶瓷材料的离子迁移具有重要影响。实验上在CGO/CoO定向凝固共晶陶瓷中发现了杂质分凝行为,而与CGO/CoO体系相似的CGO/NiO体系中却并不存在这种效应。针对这种新奇的物理现象我们构建了具有复杂结构的CGO(001)/CoO(111)和CGO(001)/NiO(111)异质界面。偏聚能的研究表明在CGO/CoO体系中Gd离子和氧空位会优先占据界面的位置,而在CGO/NiO体系中Gd离子和氧空位会随机分布。CGO/CoO异质界面比CGO/NiO异质界面的晶格失配比更大,因此CoO薄膜要受到更强的不均匀的压应力。在CGO/CoO体系中,界面处Gd离子和氧空位所引起的局部晶格畸变有助于释放由于界面处晶格不匹配导致的应力,使体系更加稳定,这是界面杂质分凝行为出现的原因。在这两个体系中,Gd离子以及氧空位的掺杂不会改变异质结的绝缘性。这些发现为工业规模生产具有可调谐掺杂浓度界面的块状纳米复合材料提供了新途径,有助于改善纳米复合材料的离子电导。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-16）
黄燃,何源,李智慧[2]（2018）在《颗粒流电磁垂直输运装置物理设计》一文中研究指出为满足中国加速器驱动的次临界系统(C-ADS)对于可靠性的要求,计划采用基于螺线管的电磁垂直输运方案,将经过质子束辐照后下落的散裂靶颗粒球再次输运至初始高度。基于解析方法对颗粒流垂直输运装置进行了分析和设计,通过基于螺线管散热、径轴向颗粒流聚散焦效应和互感损耗等方面的考虑,得到了适合于垂直输运颗粒流的螺线管驱动方式和螺线管构型及排布。利用基于本文解析方法的模拟程序,对不同输运管道内径、不同螺线管驱动电流和不同螺线管构型和排布下的颗粒流垂直输运装置进行了模拟,并从中筛选出了该装置的优化设计。模拟表明,采用该优化设计的输运装置可将质量流量为19.6kg/s的颗粒流垂直输运至40m高度,并满足颗粒球出口速度足够大的要求。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2018年12期）
胡训武[3]（2018）在《外尔半金属及黑磷的电磁输运性质的研究》一文中研究指出本文从理论上研究了外尔半金属和黑磷材料的电磁输运性质。我们的研究包括外尔费米子的基本物理特征和利用这些输运特性在微电子结构中实现电子器件的功能,以及基于第一性原理模拟计算并分析黑磷纳米器件的输运性质。全文分为如下五个部分:第一章为绪论,主要介绍近年纳米材料和纳米器件的研究背景,研究动机和一些重要的研究进展。尤其关注近年来吸引众多研究者兴趣的外尔半金属和黑磷材料。介绍本论文采用的理论方法,简单的介绍了散射矩阵的方法和紧束缚近似模型,Hatree-Fock方法与密度泛函理论。第二章我们研究了双磁垒下外尔半金属的电子输运,我们从理论上研究了外尔半金属中电子在不同构型磁垒下的输运性质。我们发现具有方向依赖性的电子隧穿效应,该隧穿效应可以由磁场的构型和门电压加以调控。对于双层Delta函数型磁垒的情况下,动量过滤效应变得更加显着。电子在输运过程中出现了很多Fabry-Perot共振态,两个磁垒之间的间距可以调控该共振态振幅的大小。磁场和电势垒的组合效应可以加剧平行和反平行磁化结构的电子输运的差异,因此导致巨大的磁阻效应。第叁章我们研究了周期磁场下外尔半金属中电子的输运性质,我们理论上研究了方形和Delta函数型平行磁化结构的输运和电导。我们发现通过周期势垒结构的电子输运取决于入射角、费米能、磁场和门电压。在这个系统下,通过改变磁场和超晶格层数可以显着调制隧穿的磁阻效应。我们发现电子透射几率展示了一个有趣的动量过滤性质,这个性质可以通过调制入射角度和费米能量和磁场以及两个势垒之间的宽度加以调控。在方形周期磁垒的情况下,超晶格层数的增加能显着的增加其动量过滤性质。而在Delta函数型周期垒的情况下,其动量过滤性质与超晶格层数无关。这些研究为我们提供了一个调控电子输运的有效方法和利用外尔半金属材料构建电子器件的新的方案。第四章我们研究了边缘修饰的锯齿形黑磷纳米器件的负微分电阻现象。首先我们探讨不同原子边缘饱和的锯齿形黑磷纳米带的能量相对稳定性,在优化电子结构后,我们对边缘饱和的锯齿形黑磷纳米带的稳定性进行了系统的研究。然后探究不同边缘饱和原子对黑磷纳米带能带结构的影响。最后计算了由N、H、O原子边缘饱和的锯齿形黑磷纳米器件的自洽计算电流-电压的伏安(I-V)特性。发现这样的器件表现出与边缘饱和原子依赖的输运特性,呈现出多峰负微分电阻效应的特征。特别的,对于O原子的边缘饱和,可以得到非常大的负微分电阻现象,这为今后构建新的负微分电阻器件打下理论基础。第五章是本论文的简要总结。(本文来源于《长沙理工大学》期刊2018-04-01）
王婷婷[4]（2018）在《Ln_3TiSb_5（Ln=La、Ce）体系的电磁输运性质研究》一文中研究指出超导自发现以来已经有一百多年的历史,探索新型超导材料及其奇异物性仍旧是目前超导物理研究的热点和重点。叁元金属锑化物Re_xM_ySb_z的研究已经进行了叁十年,早期的研究主要关注新材料的合成及其磁性研究,而对相关化合物中超导电性的探索和相关磁性元素对材料物性影响的研究还比较少。本论文主要聚焦Re_3TiSb_5(Re=La,Ce,Pr)的电输运和磁性行为的研究,重点探究La_3TiSb_5和Ce_3TiSb_5可能的超导电性和4f电子的磁行为,并探索了体系超导电性的来源、磁相变及其存在的问题。论文主体结构分为四个部分:第一章是绪论,主要介绍了超导的研究历史和Re_3TiSb_5(Re=La,Ce,Pr)的研究现状;第二章介绍了样品合成方法和测量的基本手段;第叁章我们通过EDX、电阻率、磁化率和比热等测试,对Ln_3TiSb_5(Ln=La、Ce)体系的电磁输运性质进行研究。论文的主要研究结果为:通过Sn助溶剂方法,成功的生长了大块Ln_3TiSb_5(Ln=La、Ce)单晶样品,EDX分析样品成分证实其为化学比例为315结构的样品,但在观察样品形貌和分析元素组成时,我们也发现了样品表面有少量Sn存在。通过测试多个单晶样品的电阻,发现只有少量样品的电阻在低温下出现快速的减小;此外,几个样品的磁化率都在4K附近出现了抗磁行为,但其超导体积分数非常的小,根据ZFC测试结果计算,2K时的超导磁屏蔽体积分数不超过10%;同时我们进行样品的比热测试,在4K附近并没有观察到超导的比热跃变。结合EDX分析结果,我们认为La_3TiSb_5不具有超导电性,在4K附近电阻率突然下降可能是样品中混入的Sn引起的,Sn单质的超导T_c正好为4K。此外,我们重点测试了Ce_3TiSb_5样品的电磁行为,通过电阻、磁化率和比热测量,我们发现样品在低温下展现出变磁相变行为,在较低磁场下(小于1T)为反铁磁行为,当外加磁场更大时,样品在表现出铁磁的行为,暗示该体系可能是Cant磁结构类型。低温下的磁电阻为负值,达到60%,也印证其亚铁磁的行为;比热数据反常的跳变证实其为二级相变,随外磁场的增加相变转变温度逐渐变宽,并呈V字形变化,符合可能的亚磁相变磁结构类型。本文的结尾部分,我们对整个研究过程进行总结与反思,提出了一些可行的改进措施。后续我们需要借助更多的测试手段,来进一步确定Ce_3TiSb_5中出现的复杂的磁性行为并就此给出更加合理的解释。(本文来源于《杭州师范大学》期刊2018-03-01）
周航[5]（2017）在《拓扑绝缘体特异介质电磁输运研究》一文中研究指出本文主要研究了拓扑绝缘体球颗粒体系的电磁输运特性。基于普通介质球的全波理论及小颗粒米氏散射理论,将其推广到拓扑绝缘体球颗粒体系。重点讨论了前后散射、偏振性、古斯-汉森位移、自旋霍尔位移等现象。具体内容如下:1.拓扑绝缘体纳米球颗粒电磁波散射强度方向性与偏振的调控基于拓扑绝缘体颗粒球的全波电磁散射理论,进一步分析了散射光强度的方向性调控及偏振度的调节,特别深入探究了轴子角(48)值对前散射和后散射效应的影响。在准静态近似下,运用米氏散射系数推导出拓扑绝缘体小球光散射在?(28)0~?和?(28)180~?的抑制条件。还可以通过改变介电常数?、磁导率?、拓扑参数?等参数来获得不同的偏微分散射截面最小值的位置。紧接着得到自然光入射时,散射光为完全偏振光的数学表达式。最后使用斯托克参量的方法对拓扑绝缘体颗粒散射光的偏振度进行了仔细地探讨。2.拓扑绝缘体球颗粒的光束偏移效应从全波电磁理论和米氏散射理论出发,研究平面波入射拓扑绝缘体纳米球颗粒反射光的古斯-汉森(GH)位移和自旋霍尔(SH)位移。通过使用Mathematica软件,对GH位移和SH位移进行了数值模拟,并从中得到拓扑参数对两种位移的影响:由于拓扑绝缘体内的本构关系发生了变化,会产生交叉耦合现象。所以球内电磁场、散射电磁场也会发生变化,从而引起坡印廷矢量的变化。由两种位移的定义可知,坡印廷矢量的变化也必然会引起古斯-汉森位移和自旋霍尔位移的变化。因此对于由拓扑绝缘体组成的材料,会出现一些奇特的古斯-汉森位移和自旋霍尔位移现象。(本文来源于《苏州大学》期刊2017-05-01）
成珏飞[6]（2016）在《卟啉基分子器件的电磁输运性质研究》一文中研究指出分子电子学起源于诺贝尔物理学奖获得者费恩曼(R.P.Feynman)提出的“从单个分子甚至原子进行组装”的伟大设想。1974年,Avriam和Ratner设计了具有非对称结构的分子,研究了给体-受体-分子桥的整流特性,成功预示了该分子呈现出分子整流器的功能。随着实验技术的完善,人们利用扫描隧道显微镜技术,力学可控劈裂法,纳米电极技术等方法制备出各种具有特殊功能的分子器件,包括分子导线,分子开关,分子整流器,分子存储器等。如何构筑、表征稳定的分子结是分子器件实验研究中面临的最困难的问题,尤其是分子器件的特性对于分子与电极之间的界面非常灵敏,导致了不同研究小组的一些测量结果相差较多,甚至出现互相矛盾。而在实验上要实现分子与电极之间的精确控制是非常困难的。因此,计算模拟方法在分子器件研究中起着越来越重要的作用。随着计算机功能的急速增强,分子电子学的理论模拟计算对分子材料的开发和分子器件的设计逐渐成为研究热点。近年来,由于卟啉分子高共轭的平面结构,优异的化学稳定性以及独特的光电特性,可与多种金属离子形成稳定的金属配合物等性质受到国内外各研究小组的普遍关注。由于分子的电磁输运特性与金属电极和有机分子接触面的特性密切相关,本文利用非平衡格林函数与密度泛函理论相结合的第一性原理方法,应用Atomistix Tool Kit(ATK)计算软件,详细研究了苯环-卟啉-苯环分子(BPB)与电极间的耦合方式,中心配位金属,功能性基团替代等因素对卟啉类分子器件输运性质的影响,得到了一些有意义的结论。主要研究内容如下:(1)在无限大平面金电极基础上构造尖端金字塔型电极结构吸附BPB分子,并逐渐减少电极前端的Au原子个数,破坏金字塔尖端电极接触方式,系统研究了分子与电极的接触构型对BPB分子结电输运特性的影响。分子电极接触构型的不同导致了电流-电压(I-V)特性曲线呈现出明显不同的结果,特别是两端金字塔电极的硫-金(S-Au)顶位接触的BPB分子结,在外加电压-0.3V时出现了明显的负微分电阻(NDR)现象。随着尖端接触对称性被逐渐打破,在两端都是大平面电极接触构型的BPB分子结中没有观察到低压负微分电阻现象。一侧是金字塔电极接触,另一侧是平面电极接触的不对称构型的BPB分子结,不仅具有低压负微分电阻效应,还同时具有较强的整流特性。进一步通过透射谱和分子投影自洽哈密顿(MPSH)进行分析,表明这些传输特性与金电极的尖端接触构型密切相关。分子与金字塔构型的电极接触时,尖端金原子与BPB分子耦合作用引起了主导输运的分子前沿轨道HOMO能级,使得费米面附近的透射峰随电压发生变化,导致了低压负微分电阻效应。(2)系统研究了BPB分子与不同金属配位的复合物(M-BPB,M=Zn,Ni,Cu,Mg,Co,Ca)的电输运性质,我们选择直径约4.5埃的金(111)纳米线作为电极材料,构造尖端金字塔型电极结构,研究了在不同对称性、叁种键合方式(顶式、桥式、空式)的M-BPB分子结的电输运特性。首先将苯环-钴卟啉-苯环分子(Co-BPB)与金纳米线电极构成不同S-Au键合方式的分子结,研究键合方式对Co-BPB在宽电压范围内电输运性质的影响,计算结果发现该分子结在不同电压范围出现了多重NDR现象。低压区域(0-1.0V),Co-BPB分子与金电极顶式键合构型具有NDR效应,中间电压区域(1.0-2.0V),出现了两种不同特性的NDR现象,高压区域(2.0-3.0V),所有S-Au键合构型在外加偏压为2.8V左右都具有负微分电阻效应。这些结果表明宽电压范围内,低压区域与高压区域的负微分电阻效应机制并不相同。我们的分析表明分子与电极通过S-Au顶式键合时,尖端金原子与硫原子的耦合能级中,近费米面的能级对低压区电输运起主要作用,随着电压逐渐增加,离费米面较远的Co-BPB分子的本征能级逐渐对输运起主导作用,这两种机制的结合和竞争导致了中间电压区域的NDR效应。中心配位金属对M-BPB电输运特性的影响结果表明,Ca-BPB与Co-BPB由于相似的扩展的分子轨道空间分布,具有良好的电输运特性。而Cu-BPB和Ni-BPB电子态的空间分布呈现出很强的局域性,导致费米面附近的透射率很小,具有较弱的电输运特性。(3)进一步研究了S-Au叁种键合构型Co-BPB分子结自旋极化输运性质,结果发现Co-BPB分子与金电极顶式键合的I-V曲线特性显示出不同程度的自旋分立的现象,尤其是在低压区自旋分立更为明显。在Co-BPB分子中增加功能性基团氨基(NH2)和硝基(NO2),研究基团替代对Co-BPB分子结的自旋极化输运性质的影响,结果表明基团的种类以及替代位置都可以有效调控Co-BPB分子结的自旋输运性质。中间卟啉环的H原子被NH2替代可以获得更大的自旋向下电流,侧苯环的H原子被NH2替代可以获得反向整流效应。相同位置采用NH2替代,比NO2具有更强的自旋分立和低压负微分电阻效应。计算结果表明自旋极化的转移电荷导致了基团替代的Co-BPB分子自旋向下轨道的HOMO能级向费米面移动,增强了分子与电极间的耦合作用,获得了更好的自旋输运特性。本文的研究结果为新型多功能分子器件的设计提供了理论参考。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-09-01）
徐浩然[7]（2016）在《钌氧化物超晶格电磁输运性质研究》一文中研究指出钙钛矿氧化物拥有着丰富迷人的物理性质,其广泛应用于传感器、新能源、磁存储以及自旋电子器件之中。异质结是研究薄膜材料非常重要和常用的方式,在异质界面处,由于反演对称性破缺和维度降低等效应,会进一步增强电子的关联作用,两侧通过晶体场、应力场、界面耦合等相互作用,使得电荷、自旋以及轨道发生重构,从而诱导出界面超导、磁电耦合、量子霍尔效应等一系列不同于体相的新奇性质。近年来,随着复杂氧化物薄膜制备技术和原位生长监测技术的发展,已经实现原子级平整的异质界面。人工超晶格中存在很多强关联特性的异质界面结构,能够衍生出不同于组分本身的独特性质,在基础研究领域提供了很好的机会来探究某些理论模型的正确性与实用性,并实现新材料的特定性能。因而,通过构筑高质量的钙钛矿超晶格结构,可以研究结构、界面以及相关自由度对其磁电性质的影响。本文主要着眼于4d金属钌的氧化物与其他钙钛矿氧化物组成的一系列超晶格。金属绝缘转变与层间交换耦合效应是本文的主要研究内容。全文共分为六章内容:第一章绪论介绍了论文涉及到的一些背景知识,首先对钙钛矿类强关联电子体系结构和八面体畸变及其耦合机制进行了介绍,强调了界面处八面体耦合行为的重要作用;其次探讨了复杂氧化物界面处的新奇物理性质,并对金属氧化物中的电输运性质作了简要概述,包括金属绝缘转变、电子弱局域化、自旋轨道耦合等效应;最后阐述了不同类型层间交换耦合的相关物理机制。第二章介绍了试验中涉及到的仪器设备、测试手段和基本的原理知识。第叁章主要研究了CaRu_(0.5)Ti_(0.5)O_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3超晶格体系中的层间交换耦合(IEC)效应。通过优化生长条件,我们在该体系中发现了间接的层间交换耦合作用,着重分析了不同周期超晶格样品在外场作用下磁层的翻转过程,并通过测量样品不同温度下的磁滞回线,画出了降场过程中的相图;采用不同的模型对层间耦合强度与温度依赖关系进行了拟合,拟合结果认为是中间层材料的费米结构与自旋波激发子两种效应共同作用导致的;同时我们还定性的提出了基于量子阱模型的几种可能解释。第四章主要介绍了在SrRu_(1-x)Ti_xO_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3超晶格体系中的IEC效应。与CaRu_(0.5)Ti_(0.5)O_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3体系不同的是,90°型耦合(biquadratic IEC)在该体系中有着非常重要的作用。首先我们研究了一系列不同掺杂浓度、不同厚度SrRu_(1-x)Ti_xO_3/LSAT(001)单层膜的结构与磁电性质;接下来我们阐述了SrRu_(1-x)Ti_xO_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3/NGO(001)超晶格样品中层间交换耦合的类型,采用不同的模型对其进行了拟合,并分析了共线型和90°型IEC对样品磁性质的影响;最后,在LSAT(001)衬底上生长的SrRu0.8Ti0.2O3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3超晶格中发现,衬底的立方对称性结构有助于90°型IEC的形成,并且两种耦合效应的共同作用会导致倾斜相的产生。第五章在CaRuO_3/SmFeO_3超晶格体系中,发现超薄绝缘的CaRuO_3薄膜出现了导电增强的现象,并且随其厚度的变化存在着金属绝缘转变行为。我们分析认为导电增强现象是由于大正交比的SmFeO_3改变了CaRuO_3层中八面体的倾斜/扭转角,使其趋向于块材值,导致电阻率下降;而金属绝缘转变主要是由于Anderson局域与自旋轨道相互作用共同引起的,其中1.6nm厚CaRuO_3是分界弱局域与强局域区的临界值。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-06-01）
张小欧[8]（2015）在《新型低维材料电磁和输运性质的数值模拟研究》一文中研究指出近年来,实验上发现了两类新型的类石墨烯低维材料——磷烯(二维黑磷)和二硫化铼(ReS2)。由于它们具有极高的表面积体积比和不同于叁维块材材料的光电性能,这些材料在高性能场效应管,锂离子电池,自旋电子设备等诸多纳米电子工业应用方面都具有广泛的应用潜力。二维黑磷(磷烯)具有良好的室温载流子迁移率(～1000cm2/Vs)和非常高的漏电流调制率(105),但是有关理论研究表明未饱和磷烯纳米带的载流子迁移率较低,因此如何调控磷烯纳米带的载流子输运特性对于制备基于磷烯相关材料的场效应管具有重要的理论意义。此外,人们发现ReS2是一个直接带隙大小几乎不受层数影响的半导体,但是其本身不具有有序磁性。而现代电子器件一个重要的指标就是同时利用电子的电荷和自旋自由度,因此如何实现ReS2的有序磁性也是一个非常重要的基础科学热点。基于以上考虑,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法结合形变势理论,研究了单层磷烯(phosphorene)纳米带在边界饱和和拉伸应变下的输运性质,以及非金属原子吸附、缺陷和应变对单层ReS2的电磁性质的调控。主要结论如下：(1)边界饱和和拉伸应变对磷烯纳米带的载流子输运特性的调控研究。运用第一性原理计算方法和形变势理论,我们研究了边界饱和和拉伸应变对磷烯纳米带输运性质的调控。计算表明饱和磷烯纳米带的载流子迁移率对不同的边界饱和原子(H,F,和Cl原子)不敏感,但是会强烈依赖于纳米带的方向。在纳米带宽度相近的情况下,饱和扶手椅型纳米带的载流子迁移率要比锯齿型纳米带大得多。而且饱和扶手椅型磷烯纳米带的电子迁移率会随着纳米带宽度的增加而迅速提高。另外我们也发现,由于费米面附近导带序的变化,H原子饱和磷烯纳米带的电子输运的各向异性会在一定的拉伸应变下会发生反转。该研究为基于磷烯纳米带的场效应管应用提供了一定的理论基础。(2)非金属单原子吸附对单层ReS2电磁性质的调控。由于低维材料巨大的表面积-体积比,表面吸附通常是调控低维材料物性的重要手段。我们用第一性原理计算方法研究了非金属原子(H,N,P,O,S,F和C1)被吸附对单层ReS2的晶体结构,电子结构和磁性的影响。研究发现ReS2表面对这些非金属原子表现出良好的吸附能力。大多数原子(除了N和P)优先占据S-p位置。N和P修饰使得ReS2发生了严重的表面重构,而其他原子保持了ReS2的层状结构。非金属原子的吸附非常丰富的调控了ReS2的电子结构。N,P,F和Cl吸附体系都形成了1μB的总磁矩,但是N(P)对总磁矩的贡献远小于F(C1),这主要是因为N(P)修饰造成了ReS2的表面重构。我们的计算表明非金属原子的吸附可以有效地调制单层ReS2的电磁性质,这为低维材料在纳米自旋电子器件方面的应用提供了一种新思路。(3)应变对含S缺陷的单层ReS2的电磁性质的调控。我们系统探究了单硫(Vs)和双硫(V2s)缺陷修饰的单层ReS2体系分别在不同拉伸应变下的电磁性质。当应变达到8%时,含有Vs缺陷的单层ReS2表现为磁性半金属,磁矩主要来源于缺陷附近的Re原子,且Re原子之间为反铁磁耦合。对于V2s缺陷,当应变从6%增大到7%时体系发生了从磁性半导体到磁性金属的转变,而且自旋极化的空间分布随着应变的增大而增大。我们的结果显示拉伸应变可以有效的调控缺陷修饰的单层ReS2的电磁性质,为ReS2在自旋电子设备方面的应用提供了一种新思路。本文的研究丰富了对磷烯和ReS2两种新型纳米材料的认识,对于扩展它们在场效应管、自旋电子设备等纳米器件方面的应用提供了一定的理论依据。(本文来源于《南京大学》期刊2015-11-01）
李丛丛[9]（2015）在《石墨烯中电磁输运性质的研究》一文中研究指出石墨烯是具有六角蜂窝状结构的二维材料,它有许多新奇的电子性质。比如在零能附近的线性色散关系,量子Hall效应和量子自旋Hall效应。二维的石墨烯材料也可以被弯曲成叁维,并出现一些独特的量子输运性质。在平面石墨烯中,pz轨道之间的跃迁积分为t≈3.0eV。而弯曲石墨烯中相邻的pz轨道之间并不是平行的,所以它的跃迁积分应该被修正,修正后的跃迁积分为t0=tcosα,其中α是pz轨道之间的夹角。而在均匀的垂直磁场作用下,研究弯曲石墨烯也成为了研究非均匀磁场作用的有效途径。这也实现了磁场在小尺度内的快速翻转,而这在半导体异质结中却是很难实现的。我们通过采用紧束缚模型和Green函数方法,系统的研究了电场、磁场和弯曲程度对弯曲石墨烯输运性质的影响,并得出了一些有意义的结果:首先,我们研究了弯曲石墨烯在磁场作用下界面态和边缘态的分布,以及Zeeman场存在时弯曲石墨烯的能带结构和量子化电导。我们发现有Zeeman场和无Zeeman场时,弯曲石墨烯的界面态分布和量子化电导有很大的差异。当Zeeman场存在时,我们发现了一个量子自旋Hall态。另外,我们又研究了在磁场存在的条件下,电场对折迭石墨烯的界面态、边界态和量子化电导的调控作用。当Zeeman场存在时,我们发现量子化的电流在边界处分布是非对称的。这些界面态和边界态的分布可以通过外加电场来调控。这为我们宏观调控界面电流和边界电流提供了一个可行的方案。(本文来源于《新疆大学》期刊2015-05-25）
彭莉[10]（2015）在《MoS_2纳米带的电、磁及输运性质研究》一文中研究指出二硫化钼是一种典型过渡金属二硫化物,属于无机物。近年来,由于单层二硫化钼在纳米电子器件中的成功应用,令它受到了广泛的关注。相较于零带隙的本征石墨烯,单层二硫化钼是典型的半导体,具有1.8eV的直接带隙,这使得它在纳米电子器件中的应用比石墨烯更具优势。第一性原理的计算表明基于二硫化钼的晶体管具有高电流开关比、大跨导、低功耗等优良的性质。随着对二维二硫化钼研究的不断深入,科学家们把研究的目标也指向了它的一维结构。最近,各国的研究小组采用不同的方法在实验室中成功制备出二硫化钼纳米带,它的性质及潜在应用也成为了理论研究的热点。本论文中,我们采用第一性原理研究了二硫化钼纳米带的电、磁及自旋输运性质,并探讨了掺杂对二硫化钼纳米带性质的影响,主要内容如下：(1)基于密度泛函理论和非平衡态格林函数方法,我们研究了二硫化钼纳米带异质结的电子输运性质,该异质结由边缘不对称氢化的锯齿型二硫化钼纳米带(ZMoS2NR-H/ZMoS2NR)构成。计算结果表明该异质结具有与纳米带宽度无关的半金属性。能带结构及电子轨道波函数揭示了自旋通道的开启依赖于ZMoS2NR-H和ZMoS2NR位于Mo边缘的轨道匹配。偏压下的Ⅰ-V曲线表明,异质结在低偏压下具有很好的自旋阀效应,同时自旋电流还具有负微分电阻效应。(2)研究了平行和反平行磁结构下锯齿型二硫化钼纳米带(ZMoS2NR)的输运性质。结果表明反平行结构的ZMoS2NR具有半导体性质,而平行结构的ZMoS2NR呈现金属性质。因此,利用外部局域磁场将ZMoS2NR磁结构由平行转变为反平行结构,ZMoS2NR将呈现出磁阻效应。Ⅰ-V曲线表明,在室温下ZMoS2NR的磁阻超过104数量级。ZMoS2NR产生巨磁阻效应的主要原因在于反平行结构下费米面附近左右电极的电子轨道无法匹配,从而遏制了电流。当ZMoS2NR宽度及长度发生变化时,巨磁阻效应仍存在于器件中。此外,反平行结构的ZMoS2NR还显示出双自旋阀效应。(3)研究了Re原子替代Mo原子掺杂的扶手椅型二硫化钼纳米带(AMoS2NR)结构的稳定性及电、磁性质。结果表明掺杂后纳米带的基态由NM态转化为FM或AFM态,掺杂的位置对纳米带的性质有较大的影响。(1)Re掺杂于AMoS2NR边缘：相较于其他掺杂位置,Re位于AMoS2NR边缘时结构最为稳定。掺杂后,AMoS2NR的基态由NM转变为AFM态,并且在AFM和FM态下仍保持半导体的属性。(2)Re掺杂于AMoS2NR内部：Re位于AMoS2NR内部时结构仍具有很好的稳定性。掺杂后,纳米带的基态为FM,并且在该磁态下呈现出半金属性。(3)研究表明,纳米带的宽度对Re掺杂AMoS2NR的电学和磁学性质没有影响。(本文来源于《华中科技大学》期刊2015-05-24）
电磁输运论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为满足中国加速器驱动的次临界系统(C-ADS)对于可靠性的要求,计划采用基于螺线管的电磁垂直输运方案,将经过质子束辐照后下落的散裂靶颗粒球再次输运至初始高度。基于解析方法对颗粒流垂直输运装置进行了分析和设计,通过基于螺线管散热、径轴向颗粒流聚散焦效应和互感损耗等方面的考虑,得到了适合于垂直输运颗粒流的螺线管驱动方式和螺线管构型及排布。利用基于本文解析方法的模拟程序,对不同输运管道内径、不同螺线管驱动电流和不同螺线管构型和排布下的颗粒流垂直输运装置进行了模拟,并从中筛选出了该装置的优化设计。模拟表明,采用该优化设计的输运装置可将质量流量为19.6kg/s的颗粒流垂直输运至40m高度,并满足颗粒球出口速度足够大的要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电磁输运论文参考文献
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[7].徐浩然.钌氧化物超晶格电磁输运性质研究[D].中国科学技术大学.2016
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