相分离体系Nd_(0.85)Sr_(0.15)CoO_3的自旋玻璃行为

采用固相反应法合成Nd0.85Sr0.15CoO3多晶样品,应用物理性质测试系统对样品进行直流磁化强度、交流磁化率及交换偏置现象的测试,系统研究了Nd0.85Sr0.15CoO3的自旋玻璃行为。直流磁化强度测试结果显示零场冷却热磁曲线在冻结温度出现峰值,交流磁化率的测试可以看出曲线的峰值随着交流磁场的频率发生变化,而且在磁滞回线的测试结果中观察到与测试场有关的交换偏置现象。直流磁化强度、交流磁化率的测试结果表明,在低温时Nd0.85Sr0.15CoO3为自旋玻璃态。交换偏置现象的出现为自旋玻璃区域位于铁磁团簇和非磁区域之间形成二者之间的界面层提供了强有力的证据。上述结果表明自旋玻璃行为导致了Nd0.85Sr0.15CoO3的相分离。     

应力导致的Fe2CrGe从反铁磁基态到铁磁半金属相变的计算研究

运用第一性原理计算研究了惠斯勒(Heusler)合金Fe₂CrGe的电子结构和磁性质,发现其基态是Fe离子处于低自旋态(S=0),而Cr离子处于高自旋态(S=1)的反铁磁金属相,反铁磁态能量比铁磁态能量约低0.103 eV.此外还发现,如果施加+1.7%和–1.7%的应变, Fe₂CrGe会从反铁磁有序变成铁磁有序,并出现半金属特性;当应变达到±5%时,出现了大约0.2 eV的半金属能隙.通过平均场理论估算了Fe₂CrGe的居里(Curie)温度,发现其对应的居里温度为393 K,远高于室温.这表明Fe₂CrGe是有潜力的自旋电子材料.     

1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链的基态

利用密度矩阵重整化群方法研究1/5掺杂对自旋1/2海森堡反铁磁链的影响.研究表明,掺人侧自旋能减弱近邻自旋关联但增强长程自旋关联,同时侧自旋的掺入破坏了子格对称性,导致系统基态反铁磁和铁磁长程序共存.侧自旋对量子涨落的抑制作用随自旋关联距离的增加而减弱,且其自身受到量子涨落的影响最小.对于1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链,量子涨落的影响明显,引起了交错磁化率47%的减弱.     

Pr_(0.65)Ca_(0.35)MnO_3的电磁性质

通过溶胶-凝胶法获得了多晶钙钛矿型稀土锰氧化物Pr0.65Ca0.35MnO3,研究了所得样品的电磁输运性质.实验发现,外磁场为0时,样品在50~300K时均为绝缘态,样品中电荷的有序态被强磁场破坏,向金属态转变.为具体研究样品的铁磁结构,分别测量了样品的零场冷却和加场冷却的磁化曲线,结果显示,在165K时,样品发生了反铁磁态-顺磁态转变,另外,在58K时,零场冷却曲线与加场冷却曲线发生分离并迅速下降,这表明样品中铁磁态可能以团簇的形式存在.对样品交流磁化率的研究发现,不同频率下的磁化率在70K左右达到峰值,而随着频率的增大,强度逐渐减小,并且峰值发生右移,表明样品具有团簇玻璃态的特征.     

石墨烯反铁磁关联的数值研究

从定义在Honeycomb晶格上的Hubbard模型出发,使用量子蒙特卡罗方法研究了石墨烯在低掺杂时的磁学关联.通过计算系统的自旋结构因子、自旋关联函数和自旋磁化率发现:系统在低掺杂时表现为反铁磁自旋关联,反铁磁自旋关联在低温时更为显著,并随着电子相互作用强度的增大而增强,但随着电子浓度的减小而减弱;次近邻跃迁元对反铁磁波矢点的自旋磁化率有较为显著的加强作用.     

“分子合金”类普鲁士蓝配合物Co0.25Mn1.25[Fe(CN)6]·5.9H2O的磁性研究

合成了多金属普鲁士蓝类配合物Co0.25Mn1.25[Fe(CN)6]·5.9H2O并测定其磁学性质.变温磁化率研究表明:化合物存在亚铁磁性交换相互作用,磁相变温度Tc是9.5K；由场冷却(FC)磁化强度和零场冷却(ZFC)磁化强度曲线和交流磁化曲线上磁化率证实化合物存在自旋玻璃态行为.观测到化合物的矫顽场Hc是230 Oe,剩余磁化强度Mr是0.072μβ.样品的室温穆斯堡尔谱中出现一个双峰,它的同质异能移(IS)为-0.15(4) mm/s,四极分裂(QS)为0.41(9) mm/s,这一参数说明配合物Co0.25Mn1.25[Fe(CN)6]·5.9H2O中有低自旋的三价铁离子存在.同时该化合物存在磁有序与自旋玻璃态行为.     

铁磁薄膜的非局域磁化率张量和自旋波共振

基于具有表面磁各向异性的海森堡模型,运用格林函数方法研究了铁磁薄膜的磁化率张量和自旋波共振,证明了在一方向上失去平移不变性的铁磁薄膜具有非局域磁化率张量,采用非局域磁化率的表述方法推导出铁磁薄膜的表面各向异性与可被均匀微波磁场激发的自旋波模式的关系,给出了共振峰的位置和吸收强度的表达式,根据本文给出的理论公式,可用自旋波共振的实验方法测量铁磁体的表面各向异性.     

Cr/Gd双层膜的磁特性

采用磁控溅射法制备居里温度(TC)略低于奈尔温度(TN)的Cr/Gd双层薄膜.利用振动样品磁强计研究薄膜在不同温度下的磁滞特性.结果表明:该类薄膜系统与TCTN的铁磁/反铁磁双层薄膜的磁滞特性不同,当测量温度(T)大于TC时,Gd层处于铁磁态,矫顽力(HC)随温度非单调变化;当T为80～205K时,HC随温度增加逐渐减小;在T=205K出现一个极小值后逐渐增大;在T=255K附近出现一个主峰;当T为255～295K时,HC随温度升高迅速减小;当T295K时,HC随温度升高迅速增大.即铁磁/反铁磁界面处的反铁磁自旋与铁磁自旋的交换耦合作用对铁磁层磁有序态的维持温度和矫顽力影响较大.     

混合梳子模型中反铁磁阻挫引起的量子相变

利用严格对角化和密度矩阵重整化群方法研究近邻作用为铁磁耦合、对角的次近邻自旋为反铁磁耦合的两条链的混合梳子S=1/2海森堡模型,计算了该系统的基态能和基态总自旋.结果表明:当阻挫α≤0.25时,系统基态是单纯的铁磁态;随着阻挫的增强,系统基态经历一段总自旋S≠0的倾斜相,再转变到S=0的反铁磁态;与其不同的是,在混合梯子模型中,基态从单纯的铁磁态直接转变成S=0的反铁磁态.     

子格对称破缺的准一维海森堡系统的DMRG研究

利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究一种S=1/2子格对称破缺的准一维反铁磁海森堡自旋链,计算了该系统单个原胞的基态能、自旋关联函数以及交错磁化率.研究表明:尽管自旋相互作用是反铁磁的,但由于子格对称破缺的影响,而使系统基态呈现出不饱和的铁磁性(即亚铁磁特性),这与运用LIEB-MATTIS定理的预测结果和自旋波近似的计算定性一致.     

Li6(La2Ca)Nb2O12荧光粉中掺杂Mn4+的发光特性

用高温固相法制备非稀土掺杂的Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂∶Mn⁴⁺远红色发光荧光粉, 并通过X射线衍射和光谱技术研究荧光粉的晶体结构和发光性质. 结果表明, 在Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂∶Mn⁴⁺的荧光光谱中, 以327,494 nm为中心出现2个宽激发带, 在700 nm远红光区出现Mn⁴⁺的²E_g→⁴A_2g跃迁发射峰, 其活化能ΔE=0.437 eV, 即该荧光粉具有较好的热稳定性.     

用光助Fenton体系降解邻苯二甲酸二甲酯

利用几种不同的氧化体系对水溶液中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)进行光化学降解.结果表明:降解效率依次为:UV/FentonUV/H2O2无光Fenton>UV/Fe2+UV>H2O2;紫外光与Fenton体系之间存在协同效应;UV/Fenton体系是高效的降解体系;pH值、H2O2浓度、Fe2+浓度是光化学降解的重要影响...     

沙利度胺手性分子在非对称外电场作用下的光谱特性

用密度泛函理论B3P86和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,在6-311++G(2df)基组水平上,计算沙利度胺(C13H10N2O4)手性分子第1~第8个激发态的激发能(ΔE)、跃迁波长和振子强度,并研究外电场对C13H10N2O4手性分子激发态性质的影响.结果表明,C13H10N2O4分子各激发态的ΔE随电场强度的增加而增加,即电子在有限外电场作用下不易被激发.     

水热法制备非稀土元素Mn掺杂的SrGe_4O_9红色荧光粉及其发光性能

采用水热法合成Mn4+掺杂的SrGe4O9红色荧光粉,利用X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(FS)表征荧光粉的晶体结构并分析其荧光性质,利用电子顺磁共振谱(EPR)确定Mn的化学形态.讨论掺杂不同摩尔分数Mn4+对样品发光强度的影响,并比较水热法与固相法制备荧光粉的发光特性.结果表明,SrGe4O9∶Mn4+在423nm激发下发射656nm红光,对应于Mn4+的2E2→4A2跃迁.     

磷酸铜表面修饰富锂层状正极材料的制备及电化学性质

用溶胶 凝胶法制备富锂锰基层状正极材料Li_1.18Ni_0.15Co_0.15Mn_0.52O₂, 并对其进行Cu₃(PO₄)₂表面修饰. 用X射线衍射, 扫描电子显微镜和红外光谱测试样品的表面形貌, 并对样品进行恒电流充放电测试及电化学阻抗谱测试. 结果表明: Cu₃(PO₄)₂均匀包覆在材料表面, 以非晶态存在, 修饰后Li+在过渡金属层中的有序排列被破坏; 表面修饰后富锂材料的首圈库仑效率由77%提高至94%； 表面修饰前后材料的初始放电比容量均为244 mA·h/g, 100圈循环后经Cu₃(PO₄)₂表面修饰的富锂材料的放电比容量为203 mA·h/g, 容量保持率为83%； 表面修饰后的材料在3.0,2.7 V出现了一对氧化还原峰, 相对应在充放电曲线出现新平台; Cu₃(PO₄)₂修饰后富锂层状正极材料的阻抗明显减小.     

La0.67Ca0.33MnO3电子自旋共振线宽的自旋波理论

 采用固相反应法制备巨磁电阻材料La_0.67Ca_0.33MnO₃, 测试其电子自旋共振, 并采用自旋波理论解释自旋共振线宽的变化. 通过对自旋波能量的计算机自洽计算, 得到了自旋相互作用的重正化因子{1-e(T)/S}, 重正化因子随体系温度升高而降低表明,  温度上升导致自旋波频率发生软化现象, 使得体系结构不稳定, 由此可知实验未探测到相变区自旋波能量的原因.  理论计算表明, 自旋共振线宽随温度升高而减小是由于自旋波耦合模的数目减少所致.     

钛酸锂负极的相分离机制

尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子电池负极材料具有长寿命、高稳定性的特点,是高功率锂离子电池的理想选择,对发展电动汽车以及智能电网有重要意义.结合球差校正透射电镜(STEM)、电子能量损失谱(EELS)和理论计算,在原子尺度观测到了尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)的结构,实现了对脱嵌锂过程的直接观测与表征.在锂化过程中,出现一个近似理想的异质界面(Li₄Ti₅O₁₂/Li₇Ti₅O₁₂),界面两侧Ti离子呈不同价态分布(Ti3+/Ti4+).而随着锂离子在材料中的嵌入和脱出,TiO₆八面体里面的Ti—O键会产生相应的收缩或拉伸(“呼吸”模型),而这种键长的变化直接导致材料在不同区域的电子电导率产生质的变化(由绝缘体的Li₄Ti₅O₁₂向近似导体的Li₇Ti₅O₁₂转变),而基本不影响材料的离子电导率,这是材料具有优良倍率性能的重要条件.借助原子分辨的EELS分析研究锂化以后的Li₇Ti₅O₁₂表面, 观测到材料表面的Ti3+自发氧化成Ti4+,这个电荷转移过程可以诱导电极材料界面上的副反应,可以合理解释钛酸锂电池产气的原因.进一步将钛酸锂电池用于储钠研究发现了晶格中存在Li₄Ti₅O₁₂/Li₇Ti₅O₁₂/Na₆LiTi₅O₁₂三相分离机制,深化了对电极材料过程动力学的认识.这些重要研究结果为钛酸锂的工业化应用提供了重要的结构基础与理论指导.     

立方晶系Li0.29Ni0.71O的电化学性质

采用熔盐法用Li⁺ 取代NiO中Ni²⁺制备了Li_0.29Ni_0.71O材料,  研究Li⁺取代Ni²⁺对材料电化学性能的影响, 并利用电化学阻抗谱(EIS)研究材料的电化学动力学性能.    结果表明:  Li_0.29Ni_0.71O比NiO的电化学容量稍小; 首次充放电循环后, 在材料中形成Li₂O; 表面膜(SEI)阻抗的降低和电化学扩散率的增加与材料由晶体转变为非晶态有关.     

营养元素对人工湿地基质生物膜酶活性和多糖含量的

利用正交设计实验研究不同浓度营养元素对人工湿地基质生物膜酶活性和多糖含量的影响. 结果表明, 葡萄糖是影响脱氢酶活性的主要因素, 硝酸钾是影响多糖含量的主要因素. 3种营养元素不同的浓度组合对生物膜酶活性及多糖含量的影响也不同: 获得最大生物膜酶活性的营养元素优化组合为： C₆H₁₂O₆ 0.2 g/L, KNO₃ 0.8 g/L, NaH₂PO₄ 0.05 g/L; 获得最大多糖含量的营养元素优化组合为： C₆H₁₂O₆ 0.2 g/L, KNO₃ 0.4 g/L, NaH₂PO₄ 0.2 g/L. 与之对应的酶活性和多糖含量最大值分别为5.40 μg TF/g基质, 12 h和3 454.6 μg/g基质.     

一个新型层状硒酸钒无机-有机杂化材料的水热合成、结构表征及荧光性质

用水热法合成一个层状无机-有机杂化硒钒酸盐,并通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射测试技术对其结构进行表征.结果表明:该化合物属于三斜晶系,P1空间群,a=0.84293(2)nm,b=0.92867(3)nm,c=0.97095(2)nm,α=97.037(2)°,β=110.806(2)°,γ=98.385(2)°,V=0.6903(3)nm3,Z=2,R1=0.0225,wR2=0.0693;该化合物具有层状结构,由{V6Se2O25}八元环、{V4Se2O19}六元环和{V2Se2O13}四元环交替排列构成,并通过2,2′-联吡啶分子面与面之间的π-π作用形成三维超分子结构.荧光光谱分析结果表明,该化合物室温下显示出较强的蓝色荧光性质.