Nd0.5Sr0.5Mn1−x(Gax, Tix)O3 体系中的电荷有序与自旋有序

通过磁化强度和电子自旋共振（ESR）测量，研究了Nd_0.5Sr_0.5Mn_1−x(Ga_x, Ti_x)O₃(0.04≤x≤0.4)体系的磁特性.发现用少量Ti替代Mn就完全破坏了系统的电荷有序(CO)相,并诱导出团簇自旋玻璃相,这显示了一个CO的坍塌和自旋有序(SO)相增强的过程.然而,用Ga替代Mn将导致系统CO 相的融化.研究还发现,随着Ga替代的增加,CO相逐渐被抑制,但残留的CO相总是存在;而且在低温区反铁磁(AFM)CO相和铁磁(FM)SO共存.此外,我们还观察到磁化强度-温度(M-T)曲线中磁化强度的急剧上升,并把这个反常现象归因于CO区域内从倾斜的AFM SO到FM SO的相变.     

高掺杂La0.7-xDyxSr0.3MnO3体系特殊的磁现象

研究了Dy的高掺杂La_0.7-xDy_xSr_0.3MnO₃(0.40≤x≤0.70)体系的磁性, 随x 增加体系表现出复杂的磁化强度-温度(M-T )关系: 对x = 0.40的样品, 低于TN时存在AFM相变, 高于T_N时ZFC和FC的M-T曲线表现出典型的自旋团簇玻璃态行为; 对x = 0.50的样品, 低于T_N时FC的M-T曲线出现负的磁化率, 而ZFC的M-T曲线出现一个谷, 且谷值为正; 对x = 0.60和0.70样品, 两者ZFC的M-T曲线类似于x = 0.50样品, 但FC的M-T曲线没有出现负值. 这些奇特现象被Néel的双格子模型结合典型温度下的磁化强度-温度关系很好的解释, 分子场理论对x= 0.50样品负的磁化率给予很好的拟合.     

Tb0.3Dy0.7(Fe0.9T0.1)1.95合金的结构、磁致伸缩和Mössbauer研究

系统研究了室温下Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95 (T = Mn, Fe, Co, B, Al, Ga)合金中ⅢA族金属和过渡金属元素T替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、内禀磁致伸缩、自旋重取向的影响. 结果发现, 不同金属T替代Fe, Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95合金具有相同的MgCu₂型立方Laves相结构. ⅢA族金属B, Al, Ga替代使磁致伸缩λ_s下降幅度较大, 同时发现Al, Ga替代使磁致伸缩容易饱和, 表明Al, Ga替代可降低 Tb_0.3Dy_0.7(Fe_1-xT_x)_1.95合金的磁晶各向异性, 而过渡金属Mn, Co替代Fe使Tb_0.3Dy_0.7(Fe_1-xT_x)_1.95合金磁致伸缩λ_s 下降幅度较小; 不同替代金属元素, 对内禀磁致伸缩l111有不同的影响. Mössbauer 效应表明, Al, Ga 替代使 Tb_0.3Dy_0.7(Fe_0.9T_0.1)_1.95合金的易磁化方向在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴, 即自旋重取向, B, Mn, Co替代未使易磁化轴发生明显转动.     

Y2Fe17-xCrx的结构和居里温度

利用准第一原理原子间相互作用势对Y₂Fe_17-xCr_x的结构进行了原子级模拟. 并研究了Cr原子在Y₂Fe₁₇结构中的择优占位行为, 结果表明Cr原子择优占据4f,12j晶位. 在Cr原子择优代位的基础上, 详细计算了Y₂Fe_17-xCr_x的晶体结构, 原子晶位和晶格常数, 这些都与实验结果吻合很好. 进一步计算了弛豫结构的态密度, 并利用自旋波理论对居里温度的先升后降的行为进行定性解释. 上述结果表明了第一原理原子间相互作用势在研究此类化合物的有效性.     

化合物SmCo7-xTix的磁性及电子结构

用自旋极化的MS-Xα方法研究了化合物SmCo_7-xTi_x的电子态密度、自旋能级劈裂及原子磁矩. 研究表明, 由于化合物中Sm-Co间的轨道杂化效应, 使Sm(5d⁰)空轨道上占据了部分5d电子. 5d-3d 电子间的直接交换作用, 构成Sm-Co间的主要耦合方式, 这是在化合物中形成长程磁有序的一个重要因素. SmCo_7-xTi_x的居里温度比金属Co明显降低, 主要是因为2e位原子与其他原子之间存在着负交换耦合作用, 从而使Co-Co之间交换劈裂平均值减少的缘故. 研究结果也表明, 掺杂原子Ti使2e位的负耦合作用减弱, Fermi面处电子间键合作用增强, 化合物的系统自由能降低, 从而有利于形成稳定的铁磁性结构. 考虑到Fermi面处4f电子的扩展特征, 以及化合物中轨道杂化效应所产生的部分5d电子, 可以得到化合物总磁矩为9.47 μ_B, 与实验值基本符合.     

三量子位Heisenberg XXX链中杂质对

研究了含杂质三量子位Heisenberg XXX链中的纠缠现象, 并给出了纠缠C的解析表达式. 结果发现对杂质格点与正常格点间的纠缠, C只存在于J₁ > J(当J > 0时)和J₁ > 0(当J < 0时)两个区域, 且在这两个区域内纠缠C和纠缠存在的临界温度T_c均随着J₁的增大而增大; 当J₁ >> | J |时, C = 0.5, T_c = 3.41448 J₁. 对正常格点间的纠缠, C只存在于J > 0且-2 J < J₁ < J, 在该区域内随着J₁的增大, 纠缠C和纠缠存在的临界温度T_c均先增大而后逐渐减小为零, 当J₁ = 0时它们分别达到最大值C_max = (e^4J/T - 3)/(e^4J/T + 3)和T_cmax = 4J/ln3.     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长La1-xSrxMnO3单晶薄膜

采用SrO和SrTiO3作为缓冲层, 用激光分子束外延在Si (100)衬底上成功地外延生长出La_1-xSr_xMnO₃ (x=0.1, 0.2, 0.3) (LSMO)单晶薄膜. 锐而清晰的反射式高能电子衍射仪 (RHEED)的衍射条纹和持久的RHEED强度振荡, 表明LSMO薄膜是很好的二维层状外延生长. X射线衍射和高分辨透射电镜分析结果证明, 在Si基底上获得了很好外延生长的LSMO薄膜, LSMO薄膜为C取向的单晶薄膜. 并在室温条件下观测到很好的LSMO/Si p-n结I-V整流特性.     

Formation, structure and properties of GeCn± and Ge2Cn± binary clusters

The binary cluster ions Ge₂C_n⁺/Ge₂C_n^- and GeC_n⁺ have been produced by laser ablation. The parity effect is present in the negative ions Ge₂C_n^-, though it is not very prominent. While the experiments tell that the parity effect is totally not shown in the positive ions Ge₂C_n⁺. An extensive theoretical investigation on GeCn/GeC_n⁺/GeC_n^-(n=1-10) and Ge₂Cn/Ge₂C_n⁺/Ge₂C_n^-(n=1-9) has been carried out by density functional theory at B3LPY level. The calculation shows that the low-lying states of GeC_n/GeC_n⁺/GeC_n^-(n=1-10) and Ge₂C_n/Ge₂C_n⁺/Ge₂C_n^-(n=1-9) are linear structure with germanium atoms locating at terminals respectively. The electronic distributions, ionization potential (IP_ad), elec-tron affinity (EA) and increasing bonding energy reveal that the parity effect of neutral species is much stronger than that of ions, which is attributed to the valence π-electrons. It is explained that the differences between experiments and cal-culations are due to the kinetic factor in the formation of Ge₂C_n^±.     

尺寸效应对庞磁电阻材料La0.67Ca0.33MnO3输运性能的影响

采用脉冲电子束沉积技术在(100)取向单晶钛酸锶衬底上沉积出具有高取向的La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜, 并用电子束曝光技术获得不同宽度的微桥结构, 对这些微桥结构的输运性能进行了研究. 当微桥的宽度为2和1.5 μm时, 与大面积薄膜相比, 其金属绝缘体转变温度T_P变化不大. 当微桥的宽度为1 μm时, T_P降低约50 K. 当微桥宽度减小到500 nm以下, 没有观察到金属-绝缘体转变. 对不同宽度微桥的磁电阻曲线进行分析发现, 随着微桥宽度减小, 低场磁电阻也变 小, 高场磁电阻变化不大.     

压力对固体氩中杂质钠原子吸收光谱的影响

利用等温等压系综Monte Carlo方法, 在低温下(T = 10 K)研究了压力的变化(0~2.4 GPa)对固氩掺钠体系中杂质钠原子吸收光谱的影响. 对于替代数为n_v = 1和2两种掺杂体系, 压力的增加都没有改变钠原子俘获点周围的局域对称性, 只是减小了钠氩、氩氩之间的距离, 使得体系更加致密. 但压力的增大导致了钠原子的吸收谱逐渐变宽, 峰位以及质心谱移向低能方向移动, 即出现红移. 对局域结构属于高对称俘获点n_v =1的掺杂体系, 在较低压力下, 吸收谱为高对称三体线形. 随着压力的增加, 吸收谱开始变宽并移动, 吸收谱重叠成单峰形状. 对局域结构属于低对称性俘获点n_v =2的掺杂体系, 在较低压力下, 吸收谱为单峰加双峰的吸收线形. 随着压力的增大, 单双峰之间的劈裂增大, 双峰重合成单峰形状.     

掺Cu, Ag, Mg的Li2B4O7磷光体的热释光研究

制得一系列的Li₂B₄O₇(LBO):Cu,Ag,Mg磷光体小片, 以热释光、热释光谱等手段研究了杂质Ag和Mg对磷光体热释光的影响. 适当浓度的Ag和Mg都能使LBO:Cu磷光体的热释光增强; 随着掺杂浓度的增加, Ag会使热释光低温峰相对减弱, Mg会使热释光低温峰相对加强. LBO:Cu的热释光谱由3个发光带组成(λ₁ = 421 nm, λ₂ = 380 nm, λ₃ = 350 nm); 杂质Ag会使磷光体的低能发光带相对减弱, 高能发光带相对增强; 杂质Mg会使磷光体的低能发光带相对加强, 高能发光带相对减弱.     

近金属表面的Rydberg氢原子的动力学性质

用相空间分析方法和闭合轨道理论研究了近金属表面氢Rydberg原子的动力学性质. 由氢Rydberg原子与金属表面相互作用的Hamilton量, 通过坐标变换发现, 电子运动的相空间可以分为振动区和转动区, 从Poincaré截面和闭合轨道都能很清楚地说明这一点. 选取主量子数n = 20的氢原子, 其动力学行为敏感地依赖于原子与金属表面间的距离 d: 在d较大时, 原子与金属表面间的相互作用表现为经典的van der Waals力, 系统是可积的; d变小时, 存在一个临界值d_c. 当d>d_c时, 系统是近可积的, 接近于规则运动; d<d_c时, 系统是不可积的, 运动是混沌的, 轨道是不稳定的, 电子有可能被金属表面俘获.     

汤川势的束缚态和临界行为

用两种算法研究汤川势V(r) = -λexp(-αr)/r的束缚态: 一种是用解Schrödinger方程数值计算方法, 另一种是我们提出的Monte Carlo-Hamiltonian法. 此系统有一临界参数α=α_c, 大于此值系统就不存在束缚态. 我们研究α_c对λ和角动量量子数l的依赖关系, 发现在原子单位下, α_c(l) =λ[A₁exp(-l/B₁) + A₂(-l/B₂)], 其中A₁= 1.020(18), B₁ = 0.443(14), A₂ = 0.170(17), B₂ = 2.490(180).     

基于团簇的Fe-B-Y-Nb四元块体非晶合金

利用团簇线和微合金化方法研究了Fe-B-Y-Nb四元合金体系中块体非晶合金形成. 选取Fe-B-Y三元体系作为基础体系, 将两条团簇线的交点成分定为基础成分; 然后添加少量的 Nb 对其进行微合金化. 结果表明, 由密堆团簇Fe₈B₃得到的三元基础成分Fe_68.6B_25.7Y_5.7, 在3%~5%(原子单位, 以下同)Nb微合金化后, 形成了Φ 3 mm的块体非晶合金棒. 这些块体非晶合金(Fe_68.6B_25.7Y_5.7)_100-xNb_x (x = 3%~5%)近似可表达为(Fe₈B₃)₁(Y,Nb)₁, 其中(Fe_68.6B_25.7Y_5.7)₉₇Nb₃块体非晶具有最大的玻璃形成能力, 其特征参数分别为: T_g = 907 K, T_x = 1006 K, T_g /T_l = 0.644, γ = 0.434, 长度t = 22 mm. 团簇线与微合金化相结合有望成为非晶合金成分设计的有效方法.     

`Pd40Ni10Cu20P20块状金属玻璃的高压相变

利用日本同步辐射装置研究了高温高压下Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀ 块状金属玻璃的非晶-晶化转变. 在10 GPa的压力条件下加热该金属玻璃, 实时观察到了非晶-晶化-非晶的相变规律. 在7 GPa 和同样的温度条件下, Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀金属玻璃仅存在非晶-晶化这样不可逆相变. 将该金属玻璃在7 GPa的压力条件下加热到熔化温度, 然后淬火到室温, 发现淬火后获得的晶化相与加热金属玻璃得到的 晶化相完全不同. 表明该金属玻璃在不同的压力条件下存在着不同的晶化机制.     

Monte Carlo法计算Zr13.8Ti41.2Cu12.5Ni10-Be22.5大块非晶合金径向分布函数

利用日本SPring-8同步辐射光源和高压装置进行了常压和11.6 GPa高压下Zr_41.2Ti_13.8Cu_12.5Ni₁₀-Be_22.5大块非晶合金的原位能量色散X射线衍射测试, 得到了不同角度下的衍射数据. 基于Monte Carlo方法的思想, 结合计算大块非晶合金径向分布函数的基本原理, 利用Fortran语言编写程序对以上衍射数据进行了分析, 得到了常压和高压下大块非晶合金的全双体分布函数. 常压下原子最近邻区间与所有可能原子对的距离匹配; 同常压相比高压下对应各峰的位置均向原点处移动, 第一近邻的两小峰峰值分别从r₁₁ = 2.5Å, r₁₂ = 3.11 Å变成r′₁₁ = 2.32Å, r′₁₂ = 3.08 Å; 高压下峰形也发生了很多变化, 第二近邻峰由原来的单个衍射峰分解为紧挨的3个小峰. 根据高压下最高峰值相对于常压下的变化得出了大块非晶合金的压缩率为97.15%, 与已有经验公式计算的结果97.50%完全吻合. 结果表明用Monte Carlo数值模拟方法计算大块非晶合金的径向分布函数是可行的, 编写的程序可靠, 可移植性强. 该方法是一种有效的同步辐射数据分析手段, 适合求高温、高压以及两者协同作用等条件下非晶的结构信息.     

软组织的生物力学特性

生物软组织的力学特性, 主要指的是黏弹性特性. 这种黏弹性特性已广泛应用于生物体的基础研究, 如眼角膜、肺、心瓣膜和血管等. 随着组织工程的研究进展, 组织工程产生的软组织黏弹性的确定是评定组织工程成败的关键所在. 对生物软组织黏弹性的特性进行了研究, 从归一化松弛函数G(t)和归一化蠕变函数J(t)中分别解出参数τ₁, τ₂和c, 在求解J(t)中, 借助Whittaker函数给出指数积分函数E₁ (x)近似幂级数展开式. 最后以扩张皮肤为例, 分别研究其蠕变、松弛和大变形的应力-应变关系.     

深过冷条件下三元共晶的快速生长

采用熔融玻璃净化方法进行了大体积Ag_42.4Cu_21.6Sb₃₆三元共晶合金的深过冷实验, 获得最大过冷度为114 K(0.16 T_E). 发现在深过冷非平衡条件下三元共晶由ε(Ag₃Sb), (Sb)和θ(Cu₂Sb)三相组成, 而不是平衡相图中预期的(Ag), (Sb)和θ(Cu₂Sb)相. 小过冷条件下, 合金的凝固组织是初生θ相、(ε+θ)和(ε+Sb)二相共晶以及规则(ε+θ+Sb)三元共晶并存的混合形态. 随着过冷度的增大, 初生相和二相共晶逐渐消失, 而且三元共晶发生从规则共晶向不规则共晶的生长形态转变. 当过冷度超过102 K时, 不规则(ε+θ+Sb)三元共晶成为惟一的组织生长形态. 3个共晶相之间发生的竞争形核与生长是出现复杂生长形态的主要原因. 实验与理论计算结果表明, 金属间化合物θ相是领先形核相.     

LiF修饰阴极的双层有机电致发光器件发光效率

考虑LiF绝缘缓冲层对电子注入势垒的影响, 给出了LiF/金属复合电极注入势垒的表达式; 基于载流子的注入和复合过程, 建立了双层有机电致发光器件发光效率的理论模型; 讨论了器件效率随电压、注入势垒、内界面势垒、有机层厚度的变化关系. 结果表明: (ⅰ) 当δ_e/δ_h < 2时, 金属/有机物(M/O)界面属于欧姆接触, 当δ_e/δ_h = 2时, M/O界面成为接触限制, 当δ_e/δ_h = 2(Φ_h ≈ 0.2 eV, Φ_e ≈ 0.3 eV)时, M/O界面存在从欧姆接触向接触限制的转变; (ⅱ) η_EL随δ'_e/δ'_h的增大而减小, 但δ'_e/δ'_h>2.5 (H'_h ≈0.2 eV,H'_e >0.4 eV), η_EL的变化趋势变得平缓, 这时载流子注入对器件的η_EL起支配作用; (ⅲ) 逐渐增加L_h/L比值, 较低电压下hR呈下降趋势, 较高电压下η_R则呈上升趋势. 当电压超过启动电压后, 对于给定的L_h/L, 随电压的增大, η_EL是先增加后降低, 且随着L_h/L的增加, η_EL的这种变化趋势更加明显. 这些都与报道的理论及实验结果相符.     

弱相互作用Bose气体在势阱中Bose-Einstein凝聚临界温度

研究了弱相互作用 Bose 气体在指数势场中凝聚在最小动量态上的Bose-Einstein凝聚的临界温度, 以及相对于理想Bose气体临界温度的偏差. 相互作用对临界温度的影响归结为s分波散射长度与临界温度下的De Broglie波长之比α/λ_c. 当α/λ_c<<1/(2p)²时, 相互作用可以忽略. 所给出的三维简谐势场下的临界温度偏差与最近对简谐势阱中⁸⁷Rb Bose气体临界温度测量结果较好符合.