石墨微晶粉末系统磁阻研究

用加压的方法制备了石墨微晶粉末样品,利用Quantum Design公司的Squid测量提供的磁场和低温,在温度为1.8 K～300 K和4.5 T的磁场范围内测量了样品的电阻,某些样品的电阻与温度关系符合涨落引起的隧穿导电机理,即满足R∞exp[T1/(T1+T2)],样品磁阻(MR)为正值.其它样品的曲线符合R∞1/Tα这一指数规律,其中α接近于数值1,提出声子激发的束缚态电子隧穿导电机制,其电输运特性取决于势垒有效宽度,含有负磁阻成分.研究表明样品的负磁阻是由于磁场中费米面附近电子能级的分裂,增强了声子激发的束缚态电子隧穿导电效应.     

三元混晶双势垒结构中光学声子辅助共振隧穿及压力效应

采用连续介电模型,细致探讨了AIxGa1-xAs／GaAs双势垒结构中界面声子的色散关系及其与电子的耦合作用．进而采用Fermi黄金法则,在该结构的垒或阱为三元混晶材料时,分别计算了声子辅助隧穿电流密度．结果表明,在宽阱情形下,若垒为混晶材料,混晶效应不明显,只有一个明显的声子峰,该结论与实验符合较好;若阱为混晶材料,则混晶效应明显,具有两个声子峰,该结论对实验有指导意义．本文还讨论了压力对声子辅助共振隧穿的影响,结果显示：声子辅助隧穿峰和共振峰的峰值均随压力增加而减小,但声子辅助隧穿效应则随压力增加．     

La5/6Li1/6MnO3的低频内耗研究

研究了样品La5/6Li1/6MnO3的内耗、直流电阻、交流磁化率.在75—245K的温度范围内,在0.3T的磁场下该样品有明显的磁阻(MR)效应.测量到两个电阻峰(Tp1=224K,Tp2=169K)和一个MR峰(T=218K).内耗(Q-1)测量中发现两个峰(PL=169K,PH=224K)和模量软化;并且内耗峰温与频率无关、内耗峰值与频率成反比.最终,提出在样品中存在相分离的观点.     

过渡金属锡化物RhSn_3的磁电阻研究

具有大磁阻效应的材料广泛运用在实际生活中,因此对这些材料的研究具有重要的科学意义和现实意义.该论文通过实验发现,与一般金属不同,二元过渡金属锡化物RhSn3单晶样品具有很大的磁电阻效应.在T=2K,B=9T时,磁电阻达到近400%.并且,与一般金属中B2的电阻-磁场依赖关系不同,RhSn3的磁阻与磁场的关系近似满足线性行为.这一线性磁阻与Dirac半金属或Weyl半金属中的线性磁阻具有很多相似性.进一步的分析表明,该样品的磁阻在很大的磁场和温度范围内都很好的符合Kohler定理.综合以上实验结果,我们认为RhSn3样品中的载流子具有很高的迁移率,并且载流子浓度并不随温度显著的变化.至于该样品中是否也存在Dirac电子,还需要进一步的实验和理论研究.     

As掺杂碲镉汞多载流子体系电学特性研究

用液相外延(LPE)方法在CdZnTe衬底上生长了厚度为14.19μm的Hg1-xCdxTe样品。在Hg1-xCdxTe中进行As掺杂,获得低温下的p型导电材料。对As掺杂Hg1-xCdxTe样品进行了磁输运测试,获得磁电阻和Hall电阻在不同温度下随磁场的变化曲线。用最大熵原理迁移率谱结合多载流子拟合(MEPMS+MCF)的分析方法,获得样品中参与导电的载流子种类,以及每种载流子浓度和迁移率随温度的变化。结果表明,在20~280 K的温度范围,空穴的浓度开始随温度的升高不断增加,到100 K后,空穴的浓度随温度的升高逐渐减小。其迁移率在低温区随温度的升高逐渐减小,到100 K后,迁移率随温度的升高逐渐增加。在100~280 K的温度范围,本征激发的电子开始参与导电,其浓度随温度的升高不断增加,迁移率随温度的升高不断减小。用MEPMS+MCF分析方法获得的零场电阻与实验结果很好符合。     

量子盘中氢化杂质束缚磁极化子的性质

采用Lee-Low-Pines变换法和Tokuda改进的线性组合算符法研究了外磁场和温度对量子盘中氢化杂质束缚强耦合磁极化子性质的影响,推导出了束缚磁极化子振动频率λ和声子平均数N随温度T,外磁场回旋频率ωc,电子-声子耦合强度α,介电常数比η和电子速率u的变化规律。结果表明,磁极化子的振动频率λ随电子-声子耦合强度α,介电常数比η,电子的速率u和外磁场回旋频率ωc的增加而增大,随温度T的升高和量子盘厚度L的增加而减小;磁极化子的声子平均数N随电子-声子耦合强度α,介电常数比η和外磁场回旋频率ωc的增加而增大,随温度T的升高和电子速率u的增加而减小,随量子盘厚度L的增加而振荡减小。     

平行双量子点系统的磁输运性质研究

从理论上研究了平行双量子点系统的磁输运性质.基于广义主方程方法,计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻,计算结果表明:电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻,而电子库伦关联效应可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现,对相关的基本物理问题进行了讨论.     

纳米多晶La0．7Sr0．3MnO3-δ的输运性质

利用溶胶-凝胶法制备了纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3-δ(简称LSM)块体样品.详细研究了在不同烧结温度下的LSM样品电阻率随测量温度的变化关系.随着温度从室温降低,电阻率(ρ)在250 K附近存在最大值,低于该温度后,样品表现为金属导电特性,随后在50 K左右存在一极小值.通过对输运性质的研究表明在低温下(<50 K),ρ随温度降低而升高的现象与隧穿效应的理论模型(ln ρ∝T-1/2)符合得很好,表明这种现象是由于传导电子在通过邻近LSM晶粒间表面/界面层时的隧道效应所导致的.利用自旋回波法测量了样品中55Mn的核磁共振谱图,结果表明样品中存在这种绝缘性的势垒.     

(ITO)_x(SiO2)_(1-x)纳米颗粒薄膜的电输运性质

为了理解三维纳米颗粒薄膜体系中电子的跳跃传导行为,采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列不同Sn:In_2O_3(ITO)体积分数的三维(ITO)_x(SiO_2)_(1-x)纳米颗粒薄膜样品,对绝缘性样品在2~300,K温度范围内电导率与温度的关系进行了系统研究.在低温区(120,K),电导率与温度遵从lnσ■T~(-1/2)的关系,体系的电子输运机制符合Abeles等提出的跳跃传导模型,电子的输运以颗粒间的跳跃为主,颗粒库仑充电能主导着颗粒间电子的输运过程.而在高温区,体系的电子输运机制符合热涨落诱导的隧穿导电模型,热涨落电势主导着颗粒间电子的输运过程.     

GaAs/AlAs超晶格纵向电流与阱间偏压的动态关系

报告并分析了ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ阱间弱耦合且阱中掺杂的第一类超晶格样品在７７Ｋ温度下分别以动态高速扫描方式和准静态低速扫描方式所测量的纵向输运的Ｉ－Ｖ曲线．从准静态数据发现各负阻段的段平均微分负阻基本上与样品偏压无关．分析表明,在Ｉ－Ｖ关系曲线平台区纵向电流与相邻势阱间偏压的关系中,共振隧穿过程与顺序共振隧穿过程的微分电阻值接近相等．本工作从高速动态数据确定了畴边界完成一次跳跃移动的时间,实验样品的这一时间为７０±３０ｎｓ,由此计算出隧穿电流的峰谷比约为２．０．     

Yb:YAG晶体光谱的温度特性

通过测量不同温度下Yb：YAG晶体的吸收光谱和低温光谱发现,即使在低温下,Yb：YAG晶体也具有非常丰富的吸收带和发射带,这主要是由于Yb的4f电子所受屏蔽较少,易于与周围晶格产生较强的相互作用,并且YAG基质有非常丰富的声子振动峰,当两个Strak能级的间隔与晶格声子振动能量相匹配时,一个强的振动结构就会出现．Yb：YAG晶体低温下的选择激发荧光光谱进一步表明了Yb^3＋离子强的电子一声子耦合作用的存在．这种作用也导致了Yb：YAG晶体零声子线的温度展宽和线移．当温度从8K升温到300K时,零声子线从6．3cm^-1展宽到42cm^-1．随温度升高,零声子线逐渐红移,300K时,零声子线相对于8K时向长波移动了约8cm^-1．     

有限温度下表面磁极化子的光学声子平均数

采用线性组合算符方法，导出了有限温度下表面磁极化子的光学声子平均数，通过数值计算得出了光学声子平均数随表面光学声子的频率ωs、耦合强度αs、磁极化子振动频率λ、磁场B、极化子数n以及温度T的变化规律．     

Ag掺杂类钙钛矿Ca(Mn2Cu1)Mn4O12的电磁性能

采用固相反应法制备了系列Ca（Mn2Cu1）Mn4O12／mAg2O多晶类钙钛矿锰氧化物。X射线衍射表明,m≤0．3的样品呈比较纯净的类钙钛矿相,而m〉0.3的样品,是由类钙钛矿和金属Ag相组成的复合物。所有样品呈现半导体导电性质,电阻率低于未掺杂的Ca（Mn2Cu1）Mn4O12样品。居里温度测量表明,随着Ag掺杂量的增加,样品的居里温度逐渐升高。对于m=0．3和m=0．6的样品,120K温度和1T磁场下磁电阻比可达-10％左右。     

CrO_2/Polystyrence复合材料导电机制的研究

研究了CrO2/Polystyrence(聚苯乙烯简称PS)的复合样品的导电机制.对样品的电输运性质进行研究时发现零场电阻随PS含量增加而明显增大,电导对温度的变化表现出较强的依赖性;进一步分析发现复合样品的电导主要由两种导电通道构成:与温度呈指数关系的自旋相关的晶粒间的隧穿电导和与温度成幂指数关系的自旋无关跳跃电导.     

Lal／3Ndl／3Bal／aMn03的电阻率双峰和低温电阻率反常现象

用固相反应法制备了二元稀土掺杂的La1／3Ndl／3Ba1/3Mn03多晶庞磁电阻块材．x射线衍射分析表明在1200℃烧结的样品具有立方对称的晶格结构．热磁曲线显示材料在低温处于自旋冰状态．自旋冰的熔点随着外磁场的增大而降低．在磁场达到40kOe时,自旋冻结现象消失．材料的居里温度为-250K,但室温磁化曲线中出现由微弱不均匀品格畸变造成的寄生铁磁性行为．电阻率一温度曲线出现双峰现象．在居里温度附近出现的电阻率峰由晶体的本征特性贡献,在低于居里温度的～190K附近出现的电阻率峰由界面隧穿效应贡献．电阻率在～40K附近出现极小值．经过曲线拟合证实,其行为与近藤效应相似．研究结果较为全面地分析了单相多晶CMR材料的基本磁电相关特性．     

温度对电荷耦合器件的隧穿电阻和隧穿几率的影响

单电子输运器件在集成单电子电路、电学计量和量子信息处理等方面有着广泛的应用前景.金属单电子输运器件具有固定的隧道结,而半导体单电子输运器件则具有可调的隧道结.基于隧穿电阻和隧穿几率的唯象计算公式,详细研究了温度对硅基电荷耦合器件的隧道结的隧穿电阻和隧穿几率的影响,同时讨论了温度和门电压与库仑阻塞条件之间的关系.     

Nd2-xCexCuO4-δ晶体的生长及性质

为了从电子型超导体的角度探求高温超导体的机理,采用自助熔剂缓冷法成功地生长出了高质量的Nd2-xCexCuO4-δ单晶,并由X射线衍射和扫描电镜证明了晶体是高质量的单晶.用物性测量仪在0～9 T范围内分别测量了磁场平行和垂直样品表面的电阻转变曲线.结果显示,样品零场下零电阻转变温度约为21 K,在80～150 K范围,电阻随温度的变化关系可以用幂指数关系R(T)～T2来描述,但是在低温区表现出N型反常行为.在起始转变温度以下有一个很大的电阻突起峰,且受到磁场的抑制.晶体表现为类重费米子系统性质.样品特征温度为23.1 K.     

La0.7Sr0.3MnO3薄膜的溶胶凝胶法制备及电特性研究

利用溶胶凝胶法在单晶LaAlO3（100）衬底上成功的外延生长了La0．7Sr0．3MnO3薄膜。用X射线衍射、直流四探针法对其进行了研究。结果表明，薄膜为赝立方钙钛矿结构，晶胞参数为α=3．872nm，具有良好的单晶外延结构。电阻率随着温度的增加，从金属导电行为向绝缘体行为转变，利用双交换理论对此现象作了合理的解释，转变点温度为TMI=340K。其电阻率在T〈TMI时满足ρ=ρ0＋ρ1T^2，其导电机制是电子与电子的散射，在T〉TMI时主要是小极化子输运。     

纳米级Sr_2FeMoO_6/CeO_2复合材料磁致电阻效应研究

研究具有纳米级晶粒尺寸的(Sr_2FeMoO_6)_(1-x)/(CeO_2)_x复合材料的电输运性质.发现其低场磁致电阻效应在整个温区内要高于纯Sr_2FeMoO_6多晶材料.外加磁场为2 kOe(1 Oe=1000/(4π)A/m时,x=0.3的复合材料在10K与300 K的磁致电阻分别为纯SFMO样品的1.7与1.3倍.表明载流子在晶界处的隧穿效应加强了其磁致电阻效应.     

金属基底层上NiO(111)外延薄膜的变温电阻开关特性与隧穿机制

利用射频磁控溅射方法在Pt层上制备了沿111晶向外延生长的NiO薄膜,研究了其晶体微结构和变温电阻开关特性.微结构观测分析发现, NiO(111)薄膜与Pt层满足"立方-立方"晶格生长关系.在周期性外电场作用下,薄膜中氧空位的定向漂移和电极附近银离子的氧化还原反应相互促进,使得在较低的翻转电压下即可在薄膜中形成周期性导通/截断的氧空位导电丝通道,从而使得Ag/NiO(111)/Pt存储单元在室温至80°C测试温度范围里的电流-电压曲线均呈现稳定的双极性电阻开关特性.运用Arrhenius作图法以及肖特基热激发隧穿公式拟合薄膜高阻态电流-温度曲线符合线性关系,表明薄膜高阻态漏电流符合肖特基热激发隧穿机制.