准一维Cr基超导体RbCr3As3的高压研究

近年来,新型铬(Cr)基非常规超导体因呈现独特晶体结构和奇异物理性质而备受关注,成为超导领域的研究热点之一.A₂Cr₃As₃(A=K,Rb,Cs)是首个常压下的Cr基超导体系,通过化学方法脱除其中一个A离子,可以获得具有类似准一维结构的ACr₃As₃超导体.其中,KCr₃As₃和RbCr₃As₃的超导转变温度(T_c)可以分别达到～5和～7.3 K其上临界场(μ₀H_c2(0))远超泡利极限(μ₀H _P^BCS).在前期针对A₂Cr₃As₃的高压研究基础上,本文分别采用六面砧和金刚石对顶砧装置详细研究了RbCr₃As₃的电输运和晶体结构在高压下的演化规律.研究...     

超导电流的动量守恒与超导电子对隧道效应

讨论了稳恒电流的动量守恒现象,由此分析了直流约瑟夫森隧道效应。指出,描述约瑟夫森隧道效应的2个基本方程遵循稳恒电流动量守恒定律;约瑟夫森隧道结上的超导电子对质心定向运动速度比隧道结2侧超导体内的超导电子对质心定向运动速度大3个数量级：vS2～1 03 vS1;约瑟夫森隧道结上超导电子对的质心定向运动速度和动量很大的原因在于其运动遵循稳恒电流动量守恒定律;约瑟夫森隧道结上超导电子对质心定向运动速度可以达到费米速度的数量级、其定向运动动能可以达到费米能的数量级,从而使隧道结由超导态转变成正常态。     

Bi2(Se0.53Te0.47)3纳米线的制备及其圆偏振光致电流效应

采用化学气相沉积法制备Bi₂(Se_0.53Te_0.47)₃纳米线,利用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对其进行表征,并研究样品的圆偏振光致电流效应(circular photogalvanic effect, CPGE).利用1 064 nm激光激发,分别测试激光入射面垂直于纳米线和平行于纳米线时的CPGE电流.实验结果表明,测得的CPGE电流主要来自纳米线的拓扑表面态.激光垂直入射纳米线时的CPGE电流不为0,说明CPGE电流来源于纳米线能带的六角翘曲效应.本研究测得的Bi₂(Se_0.53Te_0.47)₃纳米线的CPGE电流比文献报导的Bi₂(Te_0.23Se_0.77)₃纳米线增大2倍以上,这是因为Te组分的增加不但使得费米能级更加靠近狄拉克点,还降低了纳米线中载流子复合的概率,二者共同作用,使得CPGE电流增大.     

由初始状态分析超导球表面的磁化电流和磁场

根据超导体的迈纳斯效应和磁场边值条件的唯一性,从初始状态出发用叠加法计算出了均匀外磁场中超导球表面的超导电流和磁场分布.     

Bi2Te3/Si异质结中的侧向光伏效应

碲化铋(Bi₂Te₃)是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi₂Te₃薄膜,详细研究了Bi₂Te₃/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表明,该异质结的侧向光伏响应强烈依赖于Bi₂Te₃层厚度,随厚度增加呈现先快速增加至一极值,然后逐渐减小的变化趋势.用不同波长和功率的激光照射测量时发现,该异质结具有405~808 nm的较宽响应波段,且位置灵敏度随激光功率增加而增大并最终趋于饱和,其中671 nm的侧向光伏响应性能最好,最高位置灵敏度达到3.4×10^-2 V/mm.以上结果为研发基于Bi₂Te₃的高灵敏、宽波段光位敏探测器提供了重要参考.     

二维过渡金属磷化物MnTn+1(M=V,Cr;T=P,As,Sb)的第一性原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了二维过渡金属磷系化合物M_n T_n+1 (M=V, Cr;T=P, As, Sb)材料的结构、稳定性、电子结构和磁性质.通过计算形成能和声子谱,发现只有V₄As₅、Cr₂P₃、 Cr₃P₄、 Cr₄P₅、 Cr₂As₃和Cr₃As₄是稳定的二维磁性多层膜.计算结果表明,这些稳定的二维磁性材料都是反铁磁金属.此外,还对这些材料的电子结构和磁耦合机制做了进一步的分析.     

具有花状形貌LuxBi2-xTe3合金的制备及性能

Bi₂Te₃基材料在室温附近具有良好的热电性能,通过掺杂和纳米技术可以提高Bi₂Te₃基热电材料的热电性能,其主要由热电优值(ZT)决定.本文通过水热法成功制备了具有纳米花形貌的LuxBi_2-xTe₃粉体,并对制备的纳米粉体分别进行XRD和SEM表征,讨论了Lu元素掺杂和乙二胺四乙酸(EDTA)用量对LuxBi_2-xTe₃纳米花粉体形貌的影响,结果表明:Lu元素掺杂不利于纳米花形貌的形成,而EDTA用量的合适选取对于纳米花形貌的形成起着至关重要的作用.接着采用热压法将LuxBi_2-xTe₃纳米花粉体压制成致密块体,讨论了Lu元素掺杂对LuxBi_2-xTe₃块体热电性能的影响,结果表明:Lu掺杂和纳米花形貌有利于提高样品的功率因子同时保持较低的热导率,从而可以达到较高的ZT值;Lu_0.2Bi_1.8Te₃样品和Lu_0.25Bi_1.75Te₃样品的ZT值均高于区域熔炼商用Bi₂Te₃块体的值,并且Lu_0.25Bi_1.75Te₃样品的ZT值在测温范围内均高于1,其ZT值在473 K时达到了1.14,高于其他相关报道的n型块体的值.这一研究为提高Bi₂Te₃基合金热电材料的热电性能提供了一个新的途径.     

外场中超导体/半导体/超导体结的直流Josephson电流

当外加磁场时,超导体/半导体/超导体结的临界电流受外加磁场的影响.超导结的临界电流与磁场的曲线非常类似于单色光在单狭缝衍射的夫琅和费图样.在未考虑外加磁场的超导体/半导体/超导体结的临界电流的基础上,进一步对外加磁场的情形进行了研究.     

高温超导材料研究进展

超导技术是当下的高新技术之一，对于超导材料的研究一直处于现在进行时.临界温度下的超导材料表现出优异的零电阻特性，能量损耗相对于常规导电材料大幅降低，具有非常高的应用价值.以超导材料发展的时间线为线索，回顾高温超导材料的研究历程.在综合整理国内外研究论文的基础上详细阐述BSCCO、YBCO、铁基超导、MgB₂、有机超导体的发展历程、发展现状以及各自特性，并展望超导材料的发展前景.     

Microstructure and phase composition of hypoeutectic Te–Bi alloy as evaporation source for photoelectric cathode

A hypoeutectic 60Te–40Bi alloy in mass percent was designed as a tellurium atom evaporation source instead of pure tellurium for an ultraviolet detection photocathode. The alloy was prepared by slow solidification at about 10-2 K·s-1. The microstructure, crystal structure, chemical composition, and crystallographic orientation of each phase in the as-prepared alloy were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, electron backscatter diffraction, and transmission electron microscopy. The experimental results suggest that the as-prepared 60Te–40Bi alloy consists of primary Bi₂Te₃ and eutectic Bi₂Te₃/Te phases. The primary Bi₂Te₃ phase has the characteristics of faceted growth. The eutectic Bi₂Te₃ phase is encased by the eutectic Te phase in the eutectic structure. The purity of the eutectic Te phase reaches 100wt% owing to the slow solidification. In the eutectic phases, the crystallographic orientation relationship between Bi₂Te₃ and Te is confirmed as [0001]_Bi2Te3//[1213]_Te and the direction of Te phase parallel to [1120]_Bi2Te3 is deviated by 18° from N(2111)_Te.     

从一个佯谬到一个超导新效应的发现

存在两条超导线，线2的半径是线1的两倍。同种材料，因而它们具有相同的临界电流密度JC和临界磁场BC。现在将两条超导线都通以密度为Jc的超导电流，设它们在两条导线表面产生的磁场为Bc1和Bc2，因为是相同的材料，应该有Bc1=Bc2，但是根据载流导线产生的磁场的计算，我们可以立刻得到Bc1／Bc2=2，这就产生了佯谬(翟氏佯谬)。这个佯谬也可以从另一个角度表述为：对任何一种超导导线，存在一个临界半径，当线的半径超过这个值时，即使超导线的半径再增加，它所能承载的最大超导电流也不能再增大了。显然，这与人们的日常经验与概念相矛盾，也与西尔斯比定则不相符合。对上面佯谬的解答中导致了一个新的超导效应的发现。我们将从精简的理论给出解释，并引用实验结果。     

垂直点接触自旋霍尔纳米振荡器中自旋波动力学的微磁学模拟

基于微磁学模拟的方法，对垂直点接触自旋霍尔纳米振荡器(VNC-SHNO)中自旋波的激发和其非线性动力行为随电流、磁场及角度的依赖关系进行了详细的数值模拟研究.首先研究了纳米振荡器的频谱特性随激发电流的变化的关系，发现在低电流下，其频谱在远低于铁磁共振频率f_FMR处出现一个自旋相干性很好的振荡峰f₁以及几个高阶谐波峰，且其频率随电流增加表现出明显的红移；而在高电流下，其频谱除了出现低频f₁峰以外，在接近f_FMR处还出现了一个高频峰f₂，但其频率几乎不随激发电流变化.其次，通过振荡模式的功率谱的空间分布图，发现f₁是局域在点接触边界的一类非线性“子弹”型自旋孤波，而f₂是分布在局域模f₁外围的一类准线性传播型自旋波.最后，还细致研究了外加磁场强度及外加磁场面外角度对自旋霍尔纳米振荡器中这两类自旋波的激发和调控规律，为下一步实验研究该器件的非线性动力特性及其在非线性逻辑计算中的应用提供了理论基础.     

BiFeO3-PbTiO3系高温压电陶瓷的阻抗谱分析

采用交流阻抗谱分析0.63(Bi_0.94La_0.06)(Ca_0.05Fe_0.95)O₃-0.37PbTiO₃（BLGF-PT）高温压电陶瓷的导电机制.阻抗谱和模谱分析表明,BLGF-PT的绝缘性能主要由晶粒贡献,BLGF-PT陶瓷的电学等效电路可以用一个电阻和一个通用电容器并联构成.由阻抗谱计算得出的晶粒电阻率随温度的升高而下降,载流子的激活能为0.88 eV.     

脉冲激光沉积法原位后退火生长MgB2薄膜的研究

采用脉冲激光沉积的方法在 Al₂O₃（0001）基片上先生成 Mg-B 混和薄膜,然后采用原位后退火的方法生成 MgB₂ 超导薄膜,采用磁测量（M-T）、X射线衍射、扫描电子显微镜技术分析了各种沉积及退火条件对 MgB₂ 超导薄膜表面形貌、晶体结构、超导电性的影响。在沉积温度为 200 ℃,退火时间 5min 时,改变退火温度得到一组薄膜,研究退火温度对超导薄膜性质的影响,得到了转变温度-退火温度曲线。在退火温度为 670℃、720℃ 时,得到了最高的临界转变温度 T_c=33K,X射线衍射结果表明此时的薄膜有 c 轴取向。同时比较了在 200℃ 下沉积,在 670℃ 下分别退火不同时间的薄膜的超导性质。还比较了分别在不同温度下沉积,然后在 670℃ 下退火 5min 的薄膜的超导性质。结果表明,沉积温度和退火温度、退火时间极大的影响了薄膜的各种性质。     

瞬态热冲击下热电材料梁的温度场及热应力分析

基于热电材料特性,通过热电平衡方程和本构方程,得出热电材料梁瞬态模型的控制方程.采用分离变量法结合模型的初始条件和边界条件求出热电材料梁的非线性瞬态温度场,根据热应力理论分析求出瞬态热应力场,利用数学软件MATLAB给出了热电材料梁的呈抛物线分布的瞬态温度场和瞬态热应力场的特性曲线,研究了热冲击载荷下的热电材料梁在热电耦合环境中的热应力分析.讨论了不同时刻温度场和应力场随厚度的变化,以及对比p型和n型Bi₂Te₃热电材料梁热应力特性曲线.结果表明:瞬态温度场受其瞬态项的影响随厚度增加有增有减;瞬态温度场和瞬态热应力场随时间的增加最终趋于稳态不再随时间变化;趋于稳态后的Bi₂Te₃热电材料梁的热应力最值大于瞬态下的热应力最值;p型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力总是大于n型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力.     

13X分子筛对低质量浓度C3F8的吸附性能分析

电子工业中八氟丙烷(C₃F₈)的存在会影响六氟化硫(SF₆)气体的灭弧和绝缘性能，需要对C₃F₈进行分离，而目前深冷分离法无法将低浓度C₃F₈除尽，运用吸附分离法进行C₃F₈吸附的研究报道也还较少。文中采用已经商用的13X分子筛对低浓度C₃F₈进行吸附，模拟工业上的固定床吸附实验，测量电气行业中的C₃F₈在13X分子筛上的动态吸附性能，并研究了商用13X分子筛对低浓度C₃F₈(ppm级)的吸附透过曲线随进气流量、进气C₃F₈质量浓度和吸附温度的变化规律，分析各因素的影响程度。绘制C₃F₈吸附透过曲线，通过吸附透过曲线进行吸附平衡模型预测和动力学模型的拟合，分析了13X分子筛对...     

卤代苯/丙酮溶液分子间的弱相互作用

研究卤代苯(C₆F₅X(X=F, Cl, Br, I))/丙酮(CH₃COCH₃)组成的二元混合溶液分子间的弱相互作用.测量不同摩尔浓度下C₆F₅X(X=F, Cl, Br, I)/CH₃COCH₃溶液CO伸缩振动的拉曼光谱.研究结果表明：相对于纯CH₃COCH₃,C₆F₅X (X=F, Cl, Br)/CH₃COCH₃二元混合溶液中CO伸缩振动频率发生蓝移，且随C₆F₅X (X=F, Cl, Br)摩尔浓度增大而增大；当X=I时，情形与X=F, Cl, Br不同，C₆F₅I/CH₃COCH₃二元混合溶液中CO伸缩振动频率随C₆F<...     

限制线状李超代数的超导子及限制超导子

提出一个线状李超代数的限制结构, 并讨论该限制李超代数的(限制)超导子代数. 首先, 利用该限制线状李超代数的Z₂×Z-阶化结构给出其超导子代数; 其次, 证明该限制李超代数的超导子均为限制超导子.     

Nanocrystalline exchange-coupled Pr-Fe-B permanent magnets

Nanocomposite Pr₂Fe₁₄B/α-Fe permanent magnets were prepared by melt spinning and subsequent crystallizahon of Pr₈Fe₈₆B₆, amorphous Precursnors. The microstructure is a two-phase nanocomposite of Pr₂Fe₁₄B and soft magnetic α-Fe with an average size of 30nm. X-ray diffration, Thermomagnetic analysis and TEM analysis indicate that amorphous Pr₈Fe₈₆B₆, alloy crystallizes through the process of Am→Am'+α-Fe→Pr₂Fe₂₃B₃+α-Fe-Pr₂Fe₁₄B+α-Fe. The highest value of remanence (B_r), cocreivity (H_ci) and maximum energy Product ((BH)_max) of the nanocrystalline alloys are 1.10T, 340 kA/m and 110 kJ/m3 respechvely, exhibihng remarkable remanence enhancement. The effect of annaling temperature and time on the microstructure and magnetic properties was also studied. The results show that appropriate annealing temperature and time are important for obtaining the optimal microstructure and the bestmagnetic properties.     

单层含硫空位MoS2光伏效应的第一性原理研究

基于非平衡态格林函数——密度泛函理论，采用第一性原理研究方法，对单层含硫空位MoS₂的光伏效应进行了研究.利用能带图和联合态密度分析单层含硫空位MoS₂的光响应函数.结果表明:对于单层含硫空位的MoS₂，线偏光电流效应不明显，而圆偏光电流效应比较明显.计算模拟了随偏振角(相位角)变化的光响应函数，计算结果符合唯象理论.单层含硫空位的MoS₂可被应用于新型电子和光电子器件中，为进一步认识单层硫空位MoS₂的光电流效应提供了新的理论基础.