Fe掺杂ZnO纳米线电子性质和磁性质

本文采用第一性原理密度泛函理论系统地研究了Fe原子单掺杂和双掺杂ZnO纳米线的电子性质和磁性质.所有掺杂纳米线的形成能都比纯纳米线的形成能低,说明掺杂过程是放热的.计算结果显示Fe原子趋于占据纳米线表面位置.纳米线的总磁矩主要来源于Fe原子3d轨道的贡献.由于杂化,相邻的O原子也产生了少量自旋.在超原胞内,Fe、O原子磁矩平行排列,表明它们之间是铁磁耦合.表面掺杂纳米线显示出半导体特性,而中间掺杂纳米线显示出半金属性,在自旋电子学领域有广泛应用.     

Ag层厚度对Ag/Fe/Ag薄膜的微结构和磁特性的影响

室温下,利用直流对靶磁控溅射设备制备了Ag(x)/Fe(35nm)/Ag(x)系列薄膜,x=1,2,3,4nm.利用扫描探针显微镜(SPM)观测了样品的表面形貌及磁畴结构,应用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的晶体结构,通过振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁特性.研究表明,非磁性Ag层厚度对Ag/Fe/Ag系列薄膜的微结构和磁特性有很大的影响.SPM观测显示,随Ag层厚度增加磁畴尺寸呈现先减小后增加的趋势.VSM结果显示,矫顽力的变化与磁畴尺寸的变化趋势是一致的,x=3nm时,垂直膜面矫顽力达到最大.     

Fe—Ni／Cu磁性多层膜中层间耦合和磁性的研究

利用振动样品磁强计和电子顺磁共振谱仪研究了Ｆｅ－Ｎｉ／Ｃｕ多层膜中的层间耦合和二维效应，以及它们对磁性的影响，对于Ｆｅ－Ｎｉ（３．０ｎｍ）／Ｃｕ多层膜，面内饱和场Ｈｓ，矫顽力Ｈｃ，剩磁比均随Ｃｕ层厚度作同步振荡变化，对于Ｆｅ－Ｎｉ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ和Ｆｅ－Ｎｉ（３．０ｎｍ）／Ｃｕ多层膜，有效饱和磁化强度与共振线宽ΔＨ，随Ｃｕ层厚度作同步振荡变化。在它们的铁磁共振谱中，除了一致进动共振模外，还存在     

Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响

详细研究了用溅射法制备的Ｆｅ／Ｍｏ多层膜系统的结构，磁性及磁电阻效应。发现当保护Ｍｏ层厚度为０．８ｎｍ、Ｆｅ层厚度ｄＦｅ由２．２ｎ，减到０．４ｎｍ时，ＧＭＲ在ｄＦｅ〈１．４ｎｍ有一迅速增加，并在ｄＦｅ＝０．９ｎｍ时达极大值，然后下降，矫顽力显示出类似的行为。     

Fe/Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.     

金属Fe/Cu超晶格的结构和磁性

用真空双源蒸镀法成功地制备了金属Fe/Cu磁性超晶格,对Fe/Cu超品格的结构和磁性进行了研究.在Fe/Cu超晶格中,Fe、Cu通过形变来实现共格匹配,其晶体结构与Fe、Cu层的厚度比有关.在Fe层较薄时出现fcc结构的Fe层,fcc Fe呈铁磁性但其磁性比bcc Fe弱.在Cu层厚度小于20时,近邻Fe层之间发生交换耦合,这种交换耦合解释为R、K、K、Y相互作用.     

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.     

Fe/Mo(110)的多层Fe的结构和磁性的研究

使用基于密度泛函理论的第一性原理VASP程序包研究了Mo(110)表面的双层Fe的磁性。计算表明,在Fe／Mo(110)／Fe的单层和双层Fe的磁性有较大的变化。吸附单层的Fe的磁矩达到了2.59μB,而附加了双层的Fe的磁矩变化更大,最外层的磁矩比体结构的磁矩增大了27.7％,为2.81μB,内层与Mo的接触层磁性也增大了6％。这主要是来自层间有反铁磁交换相互作用和结构畸变产生的结果。     

FeSi／Cu多层膜的磁性和磁光效应

用射频交流溅射法制备了具有不同层厚的ＦｅＳｉ／Ｃｕ多层膜系列样品。通过铁磁共振谱测量发现：当Ｃｕ层厚度（ｄＣｕ）小于１５Ａ时，ＦｅＳｉ层间发生交换耦合。室温饱和磁化强度测量发现：ｄＣｕ＜１５Ａ，磁化强度随ｄＣｕ减小而明显下降。磁光克尔谱测量则表明：ｄＣｕ＜１５Ａ时，谱线出现异常。将上述三个结果进行综合分析提出如下模型：ｄＣｕ＜１５Ａ，Ｃｕ层中传导电子被反向极化，并通过ＲＫＫＹ相互作用使ＦｅＳｉ层间     

Fe/Cu巨磁阻多层薄膜的XPS研究

利用磁控溅射方法在Si衬底上制备了Cu/Fe多层薄膜, 采用XPS方法及Ar离子对薄膜样品进行刻蚀. 研究表明, 在多层薄膜的溅射界面存在合金, 并观测到溅射层向基体扩散的现象.     

Ag层厚度对FePd薄膜的结构和磁性能的影响

采用磁控溅射的方法,在石英玻璃上制备了Agx/FePd(67.5nm)(x=3.875、7.75、15.50、31、38.75nm)和FePd(67.5nm)/Agx(x=7.75、15.50、31nm)薄膜,研究了Ag对600℃退火不同时间的FePd/Ag、Ag/FePd薄膜的影响.结果显示,无论Ag沉积在FePd薄膜顶层还是底层,Ag层的加入都能加快薄膜从面心立方(FCC)到面心四方(FCT)的相转变.Ag能极大增强FePd薄膜的矫顽力.比较Ag/FePd和FePd/Ag薄膜,Ag/FePd薄膜中的部分样品有沿某一方向优先生长的趋势,更利于实际应用.在Ag/FePd薄膜中晶粒易磁化轴平行面内,当顶层Ag厚度为31nm时,薄膜有很大的面内矫顽力2.8kOe和很小的垂直方向矫顽力1.04kOe.     

钢板厚度对多层波纹转子阻尼器刚度特性的影响

多层波纹钢板转子阻尼器是利用干摩擦作用实现阻尼减振的转子支撑阻尼器,钢板厚度是影响阻尼器特性的主要因素.在Hertz接触分析模型基础上,对多层波纹钢板转子阻尼器的刚度特性进行了研究.给出波纹钢板阻尼器刚度的计算方法和计算实例,并通过静态实验对理论研究进行验证.研究结果表明,波纹钢板阻尼器的刚度在不同圆周方向上变化较小,钢板厚度对阻尼器刚度影响成非线性关系.图12,参8.     

Ti覆盖层厚度对Ti/Ni/Ti磁性薄膜的磁特性和微结构的影响

室温下利用磁控溅射法,在玻璃基片上沉积了Ti(3 nm)/Ni(30 nm)/Ti(t=3,5,7,10 nm)磁性薄膜.实验发现,500℃退火30min,覆盖层厚度t=7 nm时,样品的矫顽力达到最大.利用振动样品磁强计、扫描探针显微镜观测了样品的磁特性、表面形貌和磁畴,X射线衍射图谱表明,样品中的Ni颗粒形成了面心立方(FOC)结构.     

不同晶向Cu纳米线结构和电子特性的第一性原理计算

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,系统研究了[100]、[110]和[111]3个低指数晶向不同尺寸Cu纳米线的弛豫结构和电子特性。由于配位数的减少,纳米线表面原子向内收缩且角部区域内的原子弛豫量较大,即存在着"倒棱"现象。纳米线的结合能随着其线径的增加而增加,[110]晶向六边形结构的Cu纳米线最稳定,这与在实验中最容易形成该晶向纳米线的结果一致。纳米线表面原子与其最近邻原子间的相互作用明显增强,因此相对于体相Cu晶体,纳米线的力学性能得以提高。所有Cu纳米线都具有金属性,且其量子电导随着线径的增加而增大。     

ZrYN层厚度对CrN/ZrYN纳米多层膜微观结构和力学性能的影响

采用磁控溅射技术在单晶Si基片上交替沉积CrN层、ZrYN层,制备不同厚度ZrYN层的CrN/ZrYN纳米多层膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、纳米压痕仪表征纳米多层膜的微观结构和力学性能。结果表明：随着ZrYN层厚度的增大,纳米多层膜中CrN相的结晶程度呈现出先上升后下降的趋势;纳米多层膜的硬度、弹性模量、韧性也呈现出先增大后减小的趋势;当ZrYN层厚度为0.9 nm时,纳米多层膜具有最高的硬度、弹性模量、韧性,分别为20.3 GPa、210.4 GPa、2.25 MPa·m^1/2。上述结果表明,随着ZrYN层厚度的增大,纳米多层膜出现由晶态向非晶态转变,在非晶态下,能够获得良好的综合力学性能。     

非晶多层膜Fe/SnO2的磁特性

采用高频溅射制备了Fe/SnO2非晶多层膜，当SnO2层厚度ds固定为5mm时，样品的饱和磁化强度Ms随Fe层厚度dm的减小而降低，这主要受死层效应和维度效应的影响，样品在dm很小时，呈现准二维磁性，样品的居里温度Ic随dm的减小而单调下降，当Fe层固定为2ng时，Ms随ds的减小而升高。     

Fe含量对FePt磁性薄膜的微结构和磁特性的影响

用直流磁控溅射方法和原位退火工艺在玻璃基片上制备了FexPt100-x纳米颗粒膜.研究发现,Fe含量对FePt纳米颗粒膜的微结构和磁特性有很大的影响.矫顽力随Fe含量的增加而增大,当x=48时矫顽力Hc达到了1 040 kA/m,样品出现很好的有序化L10结构扫描探针显微镜(SPM)观察结果显示,所有样品具有横跨数个晶粒的粒状磁畴,Fe48Pt52的粗糙度Ra大约0.6 nm.     

含磁性非磁性金属插入层磁隧道结的隧穿特性研究

讨论了一种新型FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结,该隧道结结构可获得高质量的I层,从而具有重要的应用价值.利用Slonezewski的自由电子模型和转移矩阵方法,对这种隧道结中的隧穿电导(TC)和隧穿磁电阻(TMR)与NM、FM层的厚度以及和势垒高度的关系进行了研究.同时还通过和FM1/NM/I/FM2型隧道结的相应结果的比较讨论了FM层在FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结中的作用.     

有源层厚度对非晶硅薄膜晶体管特性的影响

研究了有源层ａ－Ｓｉ：Ｈ的厚度对ａ－Ｓｉ；ＨＴＦＴ特性的影响，研究结果表明，ａ－Ｓｉ：Ｈ层的厚度对ａ－Ｓｉ；ＨＴＦＴ的静态特性，（如开／关态电流比，阈值电压等）有较大的影响，理论分析表明，这是由于钝化怪固体电荷的有源层背面引入了背面空间电荷层造成的，详细分析了背面空间电荷怪的ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ特性的影响，提出了一个ａ－Ｓｉ：ＨＴＦＴ有源层厚度优化设计的下限值，理论与实验相符合。