水基Fe3O4离子型磁性液体的制备与磁性

用振动样品磁强计(VSM)对采用Massart法制备的水基Fe3O4离子型磁性液体的磁性进行了测量和分析,其结果表明磁性液体的饱和磁化强度与磁性液体中微粒的体积分数、磁性微粒在基液中形成的非磁性层、以及基液的磁性有关,而矫顽力Hc和剩余磁化强度与饱和磁化强度的比值Mr/Ms都与磁性液体中微粒的体积分数无关,高浓度磁性液体饱和磁化强度的特征与微粒饱和磁化强度的特征相似,低浓度磁性液体受基液影响在高场下表现出明显的抗磁性.     

Magnetization vector manipulation by electric fields

Conventional semiconductor devices use electric fields to control conductivity, a scalar quantity, for information processing. In magnetic materials, the direction of magnetization, a vector quantity, is of fundamental importance. In magnetic data storage, magnetization is manipulated with a current-generated magnetic field (Oersted-Ampère field), and spin current is being studied for use in non-volatile magnetic memories. To make control of magnetization fully compatible with semiconductor devices, it is highly desirable to control magnetization using electric fields. Conventionally, this is achieved by means of magnetostriction produced by mechanically generated strain through the use of piezoelectricity. Multiferroics have been widely studied in an alternative approach where ferroelectricity is combined with ferromagnetism. Magnetic-field control of electric polarization has been reported in these multiferroics using the magnetoelectric effect, but the inverse effect-direct electrical control of magnetization-has not so far been observed. Here we show that the manipulation of magnetization can be achieved solely by electric fields in a ferromagnetic semiconductor, (Ga,Mn)As. The magnetic anisotropy, which determines the magnetization direction, depends on the charge carrier (hole) concentration in (Ga,Mn)As. By applying an electric field using a metal-insulator-semiconductor structure, the hole concentration and, thereby, the magnetic anisotropy can be controlled, allowing manipulation of the magnetization direction.     

GaN基量子阱激光器交叉饱和特性的计算与分析

通过分析GaN能带结构和跃迁矩阵元,对GaN基量子阱激光器的交叉饱和特性作了理论上的计算与分析．并给出了TE和TM模自身交叉与相互交叉的交叉饱和系数的曲线,分析了能带结构和载流子面密度对交叉饱和特性的影响。发现相互作用的两光场频率相等时,两光场的交叉饱和系数出现峰值,两光场频率不等时相应的交叉饱和系数远小于峰值;同时发现在交叉饱和系数峰值处,不同载流子面密度将对交叉饱和系数产生不同的影响,因此,载流子面密度的改变可影响交叉饱和系数。     

InGaN/GaN耦合量子阱结构光电性质改善的物理机制

利用数值模拟方法,研究InGaN/GaN耦合量子阱结构光电性质相对传统量子阱结构光电性质改善的物理机制。模拟结果显示,与InGaN/GaN传统量子阱相比,耦合量子阱结构的电压 电流特性得到有效改善,获得较高发光强度和光输出功率。其光电性质改善的主要机制是:InGaN/GaN耦合量子阱结构能够减小电场强度、势垒高度和厚度,从而加强阱中载流子隧穿效应,改善有源区载流子分布均匀性,同时,阱层中电子 空穴波函数重叠率也得到提高。     

氮化衬底对MOCVD生长GaN的影响

采用MOCVD生长技术以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用霍尔测量技术、光致发光技术以及光学显微镜测量了GaN的电学性能、光学性能以及表面形貌．研究表明，GaN低温缓冲层生长之前的氮化衬底工艺对GaN外延层表面形貌、发光性能、电学性能有显著影响．合适的氮化衬底条件可得到表面形貌、发光性能和电学性能均较好的GaN外延膜．研究表明长时间氮化衬底使GaN外延膜表面粗糙的原因可能是由于氮化衬底影响了后续高温GaN的生长模式，促使GaN三维生长所导致的．     

生长模式控制对MOCVD生长GaN性能的影响

采用MOCVD以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用X射线双晶衍射、电化学CV技术对GaN的结晶性能和电学性能进行了表征．研究表明，GaN的生长模式对其电学性能和结晶性能影响很大．在高温GaN生长初期，适当延长GaN的三维生长时间，能明显改善GaN薄膜的结晶性能，降低薄膜的缺陷密度和本底载流子浓度，使GaN质量明显提高．     

射频溅射Fe1—xNix／Cu超晶格的结构与磁性

应用射频溅射技术制备了面心立方结构的Ｆｅ１－ｘＮｉｘ／Ｃｕ（ｘ＝０．２６－０．５４）金属超晶格，ＭｇＯ单晶衬底的采用以及在面心立方结构的Ｃｕ上实施外延等措施保证了在Ｎｉ质量分数低至０．２６时Ｆｅ－Ｎｉ合金层仍保持了良好的面心立方的晶体结构，而且直到液氦温区这种面心立方结构仍是稳定的，磁性测量表明，当Ｆｅ－Ｎｉ合金层的Ｎｉ质量分数低至接近因瓦合金成分（ｘ＝０．３５）时，其合磁矩呈下降趋势，即表现出偏     

不同掺杂元素对GaN基材料发光性能影响研究进展

由于GaN材料本身具有的极大优越性,如大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率、高异质结界面二维电子气浓度等,决定了GaN基材料及其器件在发光半导体材料领域中的重要地位,而高质量GaN的掺杂制备一直是研究者关注的热点.本文根据近几年国内外对掺杂GaN基材料的研究成果,总结概括了IIA族、过渡族以及稀土族元素对GaN的掺杂,分析讨论了不同掺杂元素对GaN基材料发光性能的影响,并以Mg掺杂GaN为例,对比了各种掺杂技术的优缺点.     

氮化镓晶片的化学机械抛光工艺

研究了抛光工艺参数对氮化镓(GaN)化学机械抛光(CMP)表面形貌和材料去除率的影响。通过精密分析天平和原子力显微镜对其材料去除率和表面形貌进行分析,采用单因素及正交实验法探究压力、抛光盘转速和氧化剂浓度对GaN材料去除率和表面形貌的影响。结果表明:在下压力为14.1×10~4 Pa、抛光盘转速为75 r/min、H_2O_2浓度为0.8%、SiO_2磨粒为30%、抛光液流量为20 mL/min、抛光时间为15 min的条件下,GaN晶片表面材料去除率最大达到103.98 nm/h,表面粗糙度最低为0.334 nm。可见,在优化后的工艺参数下采用化学机械抛光,可同时获得较高的材料去除率和高质量的GaN表面。     

低品位黄铜矿的磁场强化细菌浸出

针对低品位黄铜矿进行了磁场强化细菌浸出实验研究。重点研究了磁场对细菌生长和细菌浸矿的影响。实验结果表明,磁化处理后的培养基能促进细菌的生长繁殖,提高其氧化活性,用于浸矿试验,提高了低品位黄铜矿中铜和铁的浸出率。磁场强化细菌浸出的可能机理是通过改变水的结构,促进氧气在水中的溶解,提高矿石成分的溶解性,增强细菌细胞生物膜的穿透性。     

纤锌矿氮化物半导体中电子-声子相互作用对表面电子态的影响

采用变分法研究了半无限纤锌矿氮化物半导体中电子表面态问题. 计及电子与表面光学声子相互作用和结构异性的影响导出了系统的有效哈密顿量, 获得了电子表面态能级、电子与表面光学声子相互作用能量分别随表面势垒的变化关系. 对GaN, AlN和InN进行了数值计算.结果表明,电子与表面声子的相互作用使电子的表面能级下降, 并且纤锌矿结构的GaN和AlN中电子-声子相互作用能量较闪锌矿结构大,而对InN情况正好相反.在计算的所有材料中纤锌矿材料的电子表面能级比闪锌矿的低几百meV.电子与表面光学声子相互作用对表面电子态的影响不应被忽略.     

夹层铁磁交换耦合的畴结构和铁磁共振分析

作者在分析前人实验结果的基础上,研究了夹层Co/Cu/Co的磁畴结构,并对反铁磁相互作用振动周期作了估算;夹层铁磁耦合的磁畴结构依赖于夹层磁化易轴的梯度取向,当Co层的易轴在夹层梯度的法线上时,交换耦合振动周期近似为8.5.另外,作者采用一种特殊模型,为3层膜的描述提供了一种有效的方法,即:在膜厚度范围内提出一种可用到单体薄膜交换耦合的规范且简单的计算方法.同时,也说明了对两个交换耦合介质之间界面结构的边界条件.     

应用Mg离子注入获得高表面空穴载流子浓度P-型GaN

应用Mg离子注入MOCVD法生长掺杂Mg的GaN中,在经过800℃, 1h的退火后,获得高空穴载流子浓度(8.28×10¹⁷cm^-3)的P-型GaN。首次报道了实验上通过Mg离子注入到Mg生长掺杂的GaN中并获得高的表面空穴载流子浓度。     

Magnetoresistive behavior and magnetization reversal of NiFe/Cu/CoFe/IrMn spin valve GMRs in nanoscale

The magnetoresistance behavior and the magnetization reversal mode of NiFe/Cu/CoFe/IrMn spin valve giant magnetoresistance (SV-GMR) in nanoscale were investigated experimentally and theoretically by nanosized magnetic simulation methods. Based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, a model with a special gridding was proposed to calculate the giant magnetoresistance ratio (MR) and investigate the magnetization reversal mode. The relationship between MR and the external magnetic field was obtained and analyzed. Studies into the variation of the magnetization distribution reveal that the magnetization reversal mode, that is, the jump variation mode for NiFe/Cu/CoFe/IrMn, depends greatly on the antiferromagnetic coupling behavior between the pinned layer and the antiferromagnetic layer. It is also found that the switching field is almost linear with the exchange coefficient.     

GaN/ZnO固溶体电子结构与光学性质的第一性原理研究

GaN/ZnO固溶体具有良好的光催化活性。为研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,构建了一系列GaN/ZnO固溶体的随机原子结构模型。基于密度泛函理论计算不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体模型电子结构和光学性质的影响。研究结果表明： ZnO/GaN固溶体形成能与结合能均为负值,结构稳定。随着ZnO物质的量的增加,固溶体的带隙先呈现下降趋势,最后呈现小幅上升趋势。对于ZnO物质的量分数在13.89%至22.22%的GaN/ZnO固溶体,可以观察到光吸收峰强度在可见光区各个波长范围内均有较强吸收。通过研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,为GaN/ZnO固溶体光催化材料的设计与制备提供了理论参考。     

掺杂二维Ising系统的相图研究

用Monte-Carlo模拟方法研究了非磁性掺杂下二维Ising系统的相图.在平面四角点阵上,以晶格Ising模型为框架,在周期性边界条件下详细观测了不同非磁性物质掺杂浓度下系统磁化强度和磁畴生长随温度变化的关系,并根据有限尺寸标度理论得到其相变温度.结果发现:当掺杂浓度较低时,存在铁磁与顺磁间的相变;而掺杂浓度较高时,在仅考虑近邻作用下系统无铁磁相.当考虑次近邻相互作用时,发现相变温度将升高.另外考察了不同掺杂浓度下的自旋密度关联.     

Cu层厚度对NiFe/Cu/Co 的巨磁电阻效应影响

用磁控射频溅射法制备了NiFe/Cu/Co多层膜;研究了薄膜的磁特性和磁电阻特性与中间层Cu厚度的关系.在适当的Cu层厚度下 (大约为2 nm),制备出了具有很好自旋阀巨磁阻效应的多层膜.研究表明,在弱磁场下,薄膜的磁电阻回线的斜率与原来的磁化过程有关,因此该薄膜材料可以用于巨磁电阻存储器中.     

氮化物无限抛物量子阱中极化子能量

采用LLP变分法研究氮化物抛物量子阱（GaN／Al0.3Ga0.7N）材料中自由极化子的能级,给出基态能量和基态到第一激发态跃迁能量随抛物量子阱宽度变化的函数关系．研究结果表明,自由极化子基态能量和跃迁能量随着阱宽的增大首先急剧减小,然后缓慢下降,最后接近GaN体材料中的三维值．这些结果在定性上与GaAs／ALGa1-x,As抛物量子阱中的值相似,但在定量上有所不同．GaN／Al0.3Ga0.7N抛物量子阱中电子一声子相互作用对极化子能量的贡献明显大于GaAs／Al0.3Ga0.7N抛物量子阱中的相应值,因此,讨论氮化物抛物量子阱中的电子态问题时应考虑电子一声子相互作用．     

A multi-component Fermi surface in the vortex state of an underdoped high-Tc superconductor

To understand the origin of superconductivity, it is crucial to ascertain the nature and origin of the primary carriers available to participate in pairing. Recent quantum oscillation experiments on high-transition-temperature (high-T(c)) copper oxide superconductors have revealed the existence of a Fermi surface akin to that in normal metals, comprising fermionic carriers that undergo orbital quantization. The unexpectedly small size of the observed carrier pocket, however, leaves open a variety of possibilities for the existence or form of any underlying magnetic order, and its relation to d-wave superconductivity. Here we report experiments on quantum oscillations in the magnetization (the de Haas-van Alphen effect) in superconducting YBa(2)Cu(3)O(6.51) that reveal more than one carrier pocket. In particular, we find evidence for the existence of a much larger pocket of heavier mass carriers playing a thermodynamically dominant role in this hole-doped superconductor. Importantly, characteristics of the multiple pockets within this more complete Fermi surface impose constraints on the wavevector of any underlying order and the location of the carriers in momentum space. These constraints enable us to construct a possible density-wave model with spiral or related modulated magnetic order, consistent with experimental observations.     

核壳结构柠檬酸改性纳米磁性颗粒的特性研究

 采用了两步法制备柠檬酸改性纳米Fe₃O₄磁性颗粒。对样品进行了傅立叶红外光谱（FTIR）、Zeta电位分析、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和磁化曲线测定等表征分析,并对柠檬酸吸附特性进行了研究。所得柠檬酸改性Fe₃O₄纳米颗粒粒径约为30 nm, 磁性颗粒饱和磁化强度可达38.9 emμ/g,可用于药物载体研究。