单卟啉铁分子自旋输运性质第一性原理研究

分子器件是指构建在单个分子或有限个分子上的具有特定功能的器件,它是电子器件向小体积化发展的极限,而它也被证明将会是未来电子元器件的替代者.利用密度泛函理论与非平衡态格林函数相结合的方法,研究了单卟啉铁分子与金纳米线电极构成的分子器件的自旋输运的性质.研究发现：该分子器件中存在自旋相干的量子现象;在非平衡态下,两种自旋态电流都随偏压的增大而非线性增大,自旋过滤效应在偏压的调控实现正负的转化.     

N原子掺杂对富勒烯C20分子电子结构与传输特性的影响

构建了Au原子面为电极的富勒烯C20分子及C20分子内掺杂N原子后的分子的电子输运模型,使用非平衡格林函数方法(NEGF)对构建的分子器件进行了电子结构和输运性质的计算.得出了电子结构和电子传输谱,分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因.结果显示N原子的掺入有利于提高C20分子的电子传输功能.     

取代酞菁钴和二氧化锰双催化剂对氧还原的电催化研究

制备了四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴和二氧化锰双催化剂修饰的玻碳电极。用循环伏安法研究了该催化剂对分子氧还原反应的电催化活性,考察了取代酞菁钴和二氧化锰的比例对其催化活性的影响。结果表明,该双催化剂比单独的取代酞菁钴和二氧化锰对分子氧还原都具有更好的催化活性,四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴与二氧化锰的质量比为1∶4时,该催化剂具有最高的催化活性。氧还原动力学过程由O2从溶液中扩散到电极表面控制。     

铁磁/正常/铁磁结调制的拓扑绝缘体薄膜表面输运性质（英文）

研究了拓扑绝缘体薄膜表面态在铁磁/正常/铁磁结调制下的电子自旋相关输运.发现由于交换场与杂化带隙的竞争而产生量子相变,在结无门电压时电导行为类似于自旋阀,加门电压后为自旋场效应管.有趣的是,无门电压且交换场能是杂化带隙的两倍时出现一个电导平台,磁阻比率可达100%.     

纳米分子器件量子传导中的Green''''s Function模型

将纳米分子器件的电极和分子本体作为一个系统,考虑到入射电子在原子电极和分子本体中的传导,在电极与分子之间界面上的透射的量子状态,在满足Fisher-Lee关系式的基础上,一个新型的Green’sFunction被设计出来。这一理论模型把三个区域上的不同量子状态完整地表达在一个方程式里,符合物理学基本原理,可以系统地用来研究纳米分子器件的量子传导特性。     

C76富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP基组对Td对称的C76富勒烯分子及其外接Au电极情况下的电子传输系统的能级、电子结构、电子传输特性等进行了研究.通过对其能量的计算得出了分子轨道的能级、HOMO与LUMO的能隙及其分子轨道电子云分布.经过对其态密度和传输谱的计算,得出模型的电子传输性质.最后在器件的二端加偏置电压的...     

含三个含时点接触的量子输运

拓扑绝缘体的材料可大大提高计算机芯片的运行速度和工作效率,甚至可能会成为以自旋电子学为基础的下一代全新计算机技术的基石.拓扑绝缘体的边缘态展现出奇特的性质,电子在表面自由流动,不损耗任何能量.使用玻色化,重整化群,格林函数的方法从理论上研究了三个含时点接触存在对拓扑边缘态输运性质的影响.得到电流随偏压和温度变化的解析表达式,以及依赖于电子间相互作用幂指数变化规律.该理论提供了一种调控纳米结构中输运性质的手段.     

铁磁/半金属/铁磁隧道结中的自旋极化输运

运用量子力学的隧穿方法讨论一个铁磁/半金属/铁磁隧道结（FM/HM/FM）中的自旋极化输运和隧道磁电阻（TMR）.结果表明：当选定半金属材料自旋向上子能带呈现金属性时,自旋向上和自旋向下电子的隧穿系数都表现出共振隧穿特性.发现TP↑↑与a,u和Δm↓-Δm↑的取值无关,但随着这些量的增加,TP↓↓和TAP振荡逐渐加快,峰也变得更为尖锐,并且相邻峰之间的间距也逐渐变窄.更重要的是,当这些系数取值合适时,TMR值明显增大.可见,半金属材料对提高隧道结的磁电阻是十分有利的,只要选取合适的参数便能得到较理想的结果,从而有利于提高磁性存储器等磁性元件的性能.     

Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究

利用第一性原理研究了Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结(MFTJ)中的磁电耦合效应,以及中间势垒层BaTiO_3(BTO)的铁电临界尺寸,构建了FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2两种对称性界面结构的多铁隧道结模型.结果表明,FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2界面模型的铁电临界尺寸分别是4个和2个BTO单胞.此外,发现磁电耦合效应主要是由界面原子上磁矩的差异导致的,它们对多铁隧道结中BTO的极化非常敏感,而且这种耦合还与界面相关原子的电子杂化程度有关.另外,不同界面模型磁电耦合强度也是不一样的,Co_2/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数要远大于FeGa/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数.采用半金属Heusler合金电极的多铁隧道结有望为纳电子器件和自旋电子器件的应用提供新的方法.     

电子注中的束缚电子对

本文对自由电子受激辐射器件与电子直线加速器中的电子注与电磁场的相互作用进行了量子力学分析,认为电子注的电子结构应由束缚电子对组成.电子对的自旋为零,具有Bose子性质.     

四-α(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁铜LB膜制备及电子吸收光谱研究

将四-a(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁铜在亲水基片上以Z型成膜方式拉制了多层LB膜。膜崩溃压为60 mN·m-1,分子极限面积为0.33nm2。研究了酞菁铜的成膜条件,表明LB膜形成与水的纯度、铺展剂、铺展量、推膜速度等因素有关。不同层数的酞菁铜LB膜的紫外可见光谱表明,在LB膜中酞菁铜分子之间是以J-聚集形态存在。     

弱Dresselhaus自旋轨道耦合量子线电导

在有效质量自由电子近似下,用散射矩阵方法计算了两端非绝热连接正常导体电极的弱Dresselhaus自旋轨道耦合量子线的自旋电导.结果表明,由于Dresselhaus自旋轨道耦合作用,系统量子化电导平台在子带边缘呈振荡特性,并依赖于自旋轨道耦合强度与电极中的传播通道数以及量子线长度.     

吸附NO2对MoS2纳米带输运性质的影响

二硫化钼(MoS_2)作为新兴的类石墨烯二维材料,具有层状结构、天然的带隙、大的比表面积等优异的物理化学特性,是制作新型高灵敏度气敏传感器的理想材料.利用密度泛函与非平衡态格林函数相结合的方法,研究了吸附NO_2对MoS_2纳米带输运性质的影响.研究发现吸附了NO_2的MoS_2纳米带在偏压小于0.5 V时电流一直为0 A,与未吸附NO_2的MoS_2纳米带输运性质相比,表现出较大的差异性.这表明MoS_2纳米带在NO_2气体传感器上有着良好的应用前景.     

聚四氨基钴酞菁修饰电极测定水中溶解氧

采用电化学聚合法制备聚四氨基钴酞菁修饰电极,并用循环伏安法研究其对氧的电催化作用.实验表明,修饰电极在pH=5柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中,峰电流与氧质量浓度在1.6～8.0mg/L范围内呈线性关系,平行6次测定氧体积分数RSD=1.7%,回收率为98.02%～111.68%.     

异戊氧基酞菁的瞬态吸收性质研究

以系列异戊氧基空心酞菁和金属酞菁为研究对象,采用纳秒激光闪光光解法对浓度为10-5mol.L-1的酞菁溶液进行了三线态激发态吸收性质研究,获得了三线态吸收曲线,并测定了酞菁配合物的三线态寿命。由于d电子和金属-配体之间电荷转移等因素的影响,ZnPc(OC5H11)4具有较强的三线态吸收和较长的三线态寿命。     

酞菁铂结构和性质研究:密度泛函理论计算

在密度泛函理论(DFT)和TD-DFT理论基础上研究了酞菁铂化合物的分子结构,原子电荷,分子轨道能量,紫外-可见吸收和红外光谱,并将酞菁铂的电子吸收光谱的主要吸收进行了归属,并对红外光谱中特征峰进行了指认.     

磁场退火对顶钉扎自旋阀磁电阻性能的影响

采用高真空直流磁控溅射的方法制备了结构为Si/SiO_2/Ta(3.2nm)/Ni_(81)Fe_(19)(18.7nm)/Co_(90)Fe_(10)(3.9nm)/Cu(2.5nm)/Co_(90)Fe_(10)(22.4nm)/Ir_(22)Mn_(78)(23.8nm)/Ta(3.6nm)的顶钉扎型自旋阀,研究了磁场退火的温度和时间对自旋阀的磁电阻变化率(GMR)的影响。结果发现,随磁场退火温度的升高和时间的增加,GMR呈现先升高后降低的趋势,275℃为最佳退火温度,最佳退火时间只有15min,分析了该趋势的变化原因。最佳退火条件下制备的自旋阀GMR达到6.0%,自由层矫顽力(H_c)为11Oe,交换场(H_(ex))约为108Oe。     

格子Boltzmann方法在流注放电方程求解中的应用

针对流注放电仿真过程中粒子输运方程求解难的问题,应用格子Boltzmann方法设计更简单计算量更小的求解模型.文中给出了基于D1Q3格子模型的1.5维流注放电仿真模型,电子输运方程和正离子输运方程数值求解方法,并利用该模型对大气压下平板电极间N2气体两种流注发展过程进行了数值仿真,从而证明了利用格子Boltzmann方法对流注放电仿真进行研究的可行性.     

酞菁铜蒸发膜电导特性的电极效应

本文研究了不同电极材料(Au、Ag、Cu、Al和SnO₂、In₂O₃)对酞菁铜(PcCu)蒸发膜V-I特性的影响.用同样的金属(Au、Ag、Cu)作顶底电极时,改变电极极性所得暗电流是对称的,V-I特性属典型的SCLC型.而Al/PcCu/Al体系呈现阻挡接触,估计这是蒸得的Al电极上存在氧化层之故.当Al作顶电极,玻璃基片上的SnO₂或In₂O₃层作底电极时,Al极加负电压观察到SCLC,而当SnO₂极加负电压时观察到电极限制电流,In₂O₃极加负电压时观察到负阻效应.     

复相多铁材料中电场调控自旋的翻转

电场调控的自旋翻转因在低能耗高密度的新型存储器件中有巨大的应用潜力而受到人们的广泛关注.在复相多铁材料中,利用磁电耦合效应有可能实现电场调控自旋的翻转.我们在CoPt/PMN-PT异质结中,利用电场调控矫顽力的变化,实现了电场调控自旋的翻转.在铁磁形状记忆合金Mn-Ni-Sn与0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3组成的复合材料中,通过电场调控交换偏置场的变化,无需偏置磁场就可以实现电场调控自旋的翻转.