二维多铁中的磁电耦合

单相多铁目前离实际应用还相当遥远：I类多铁基本没有磁电耦合;II类多铁虽然拥有较强磁电耦合,但极化强度低,居里温度远低于室温近十年来二维范德华材料的相关研究有了长足的发展,而二维铁电和二维多铁的相关报道也在近年开始陆续涌现该文回顾了近期关于二维多铁的一系列研究理论预测表明,二维材料中的多铁存在形式似乎更加丰富二维材料中也存在I类和II类多铁,还有不属于两者其中任何一类的一系列二维多铁材料它们的磁电耦合形式多样：不但有的体系中铁电翻转能使磁矩翻转180°,也有能改变磁各向异性轴的磁 弹 电耦合;还有一种二维多铁独有的耦合方式,其铁电翻转可使二维材料磁性分布改变部分二维多铁能够兼具铁磁、铁电和强磁电耦合,有望解决传统单相多铁目前的瓶颈问题     

新型低维铁电材料研究进展

能够通过外部电场来调控极化的铁电材料可用于非易失性存储器、场效应晶体管和传感器等领域为了提高器件集成效率与性能,器件的小型化日趋重要,因此铁电薄膜的制备获得了广大学者的关注但是,对于传统铁电薄膜,尺寸效应和表面效应的存在抑制了其发展2004年石墨烯的发现预示着维度降低会引发一些不同于块材的新的特性从此,石墨烯逐步引领大家走向二维材料的世界,掀起了二维铁电材料的研究热潮二维铁电发展至今,已经涌现出了不少既被理论预言又被实验验证的体系,如范德瓦尔斯层状材料、铁电金属、传统低维或表面铁电薄膜、（共价）功能化铁电材料等一系列各具特色的新型铁电材料该文先介绍了铁电物理中的一些最基本的概念、研究理论以及研究方法,然后综述了低维铁电材料在近年来的发展,最后对该领域今后的发展进行了展望     

二维铁电材料的理论研究进展

对铁电材料的性质和应用的研究已成为材料科学和凝聚态物理领域热门的研究课题之一搜寻和设计结构稳定性好、居里温度高的二维铁电材料可以克服传统钙钛矿型铁电材料在尺度降低时电极化退化的缺点,有利于在技术上实现铁电元器件的小型化、集成化由于实验上制备出来的二维铁电材料比较少,本文重点介绍以第一性原理计算方法为主要手段在二维铁电材料方面取得的最新理论研究成果首先介绍近年来预测的面内极化型和垂直极化型的二维本征铁电材料然后介绍理论上提出的在二维材料中引入铁电性或者增强铁电稳定性的各种方法,包括表面吸附、插层原子、外加应变、电场和选择合适的衬底等最后对二维铁电材料理论研究中存在的问题和未来的研究方向进行讨论     

Mo掺杂BN磁性第一性原理计算

利用LDA+U进行优化,在广义梯度近似下(GGA)采用第一性原理平面波赝势方法,对Mo掺杂的闪锌矿稀磁半导体B1-x Mox N(x=0.062 5,0.125)的电子结构和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属Mo后的BN明显呈现出半金属特征,Mo原子在较小的掺杂浓度下构成了中间带隙的深层能级,使得原胞中Mo原子的局域磁矩约3.0μB,并且不随杂质浓度变化而改变.在B1-x Mox N(x=0.0625,0.125)体系多种替位构形中,N220型的Mo-Mo铁磁耦合态最稳定,其铁磁性主要是由双交换机制引起,这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

典型低维过渡金属材料电磁波吸收性能研究进展

铁、钴、镍过渡金属材料具有较高的磁导率和优异的电磁特性,是一类发展中的先进电磁功能材料。本文综述了零维、一维、二维、分级及异质结构铁、钴、镍过渡金属材料的电磁波吸收性能研究进展,并分析了本材料体系存在的问题及未来发展趋势。     

二维铁电材料In2Se3的研究进展

近年来,二维材料以其丰富的物性吸引着众多科研工作者的兴趣铁电性是指材料内部自发且可以通过外加电场进行调控的电极化的一种物理特性,在众多实际应用中发挥着不可替代的重要作用然而,在二维材料体系中,垂直于二维面的面外极化铁电性相对来说鲜有发现该文着重介绍近年来所发现的一类同时具有面内和面外极化且相互耦合的二维铁电材料In2Se3的研究进展,包括最初的理论预言,随后的实验验证,及近期在其器件应用方面的探索     

价非均衡化体系Li(CoxAl1-x)O2、Li(Al,Co)xMn1-xO2的X射线表征及Al、Mn掺杂的影响

运用X射线衍射法研究价非均衡化体系Li(CoxAl1-x)O2、Li(Al,Co)xMn1-xO2的X射线表征Al、Mn掺杂的影响。并得到掺杂Mn使材料c轴变长a轴变短的结论。     

YAG:Fe3+和LGG:Fe3+掺杂体系局域微观结构理论研究

用三角对称下3d5组态离子的完全能量矩阵方法,通过理论模拟电子顺磁共振EPR谱,研究了Fe3+离子掺杂到石榴石晶体YAG(Y3Al5O12)和LAG(Lu3Al5O12)中形成的络合物离子(FeO6)9-的局域微观结构.结果表明,掺杂体系YAG:Fe3+中络合物离子(FeO6)9-的Fe-O键长R为2.017 4,LAG:Fe3+中络合物离子(FeO6)9-的R为2.029 6,与相应的实验数据吻合.并且YIG(Y3Fe5O12)和Fe2O3光谱数据计算值与实验观测数据也一致.     

新型低维铁电材料及其器件

低维铁电薄膜是一种得到广泛研究的铁电存储器的核心材料,其利用自发极化这一本征特性来实现信息存储铁电材料的极化方向在外加电场作用下以超快速度进行切换,切换后的电畴具有保持特性利用该原理的新型存储技术可以实现高速、低功耗、非破坏性读取以及超高密度存储传统铁电材料受到临界尺寸限制,即随厚度减薄到极限尺寸后材料失去铁电特性,为此发展了大量的新型二维铁电薄膜,突破了以上临界尺寸的限制,为未来集成通用存储器带来了希望该文综述了铁电材料相关背景及研究理论;报道了低维铁电钙钛矿薄膜畴壁电流相关研究以及基于第一性原理的二维铁电材料理论研究和实验论证;阐述了基于这些新型低维铁电材料的铁电畴壁存储器,基于氧化铪的铁电场效应晶体管,以及铁电二极管的工作原理;总结了低维铁电材料及其器件这一崭新领域目前所面临的挑战,以及对未来进行了展望     

Voigt位型下反铁磁/电介质/穿孔金属三明治结构二次谐波生成

在反铁磁/电介质/穿孔金属三明治结构中,利用传输矩阵的方法研究Voigt位型下二次谐波的生成,发现泵浦波的频率和穿孔金属孔大小、间距对二次谐波的生成有很大影响.当泵浦波垂直入射时,由于穿孔金属介电函数特殊性质,使三明治结构中的磁性介质中光局域化效果增强,二次谐波输出能流密度对比反铁磁单层膜有了很大提高.该研究为二次谐波转换器件、反铁磁器件的小型化提供了理论依据.     

下电极TiN粗糙度对HZO薄膜铁电性的影响

传统钙钛矿铁电薄膜具有一系列优点的同时也具有较为明显的缺点,主要包括：与Si工艺兼容性较差、物理厚度较大、带隙宽度较小以及非环境友好等2011年新型掺杂HfO2铁电薄膜的出现,为解决上述一系列问题提供了新思路其中,因铁电性能显著及易于制备,HfO2 ZrO2固溶体（HZO）体系成了重要的研究热点之一与此同时,在充分考虑制备成本和可控沉积条件之后,研究者发现溅射技术是制备HZO薄膜较为有效的手段之一该文在利用溅射技术制备TiN/HZO/TiN（MFM）铁电电容结构的过程中发现：下电极TiN粗糙度对新型HfO2基MFM电容结构铁电性的产生具有重要影响;相较于磁控溅射技术而言,离子束溅射技术制备的下电极TiN具有更好的粗糙度,更有利于体系铁电性能的出现.     

金属有机物分解法制备HfO2 ZrO2纳米多层薄膜及其铁电性能研究

HfO2基铁电薄膜是一种环境友好型的铁电材料,具有尺寸可缩放性、与CMOS兼容性好等多方面优势,有望代替传统钙钛矿结构材料成为铁电存储器件的主要组成材料之一近年来,已有相关研究表明Zr掺杂的HfO2基薄膜具有良好的铁电性然而,针对其复合多层结构的铁电薄膜却鲜有报道为此,该研究利用金属有机物分解法制备了HfO2和ZrO2层交替生长的HfO2 ZrO2纳米多层薄膜,对薄膜的物相、表面形貌和铁电性能进行了相应的表征和分析,研究了退火工艺对薄膜铁电性能的影响结果表明,随着纳米层数的增加,HfO2 ZrO2薄膜的结晶性得到改善,且薄膜表面致密度增加,表面较为平整,晶粒有所细化在400 ℃、1 min的退火条件下,HfO2/ZrO2纳米多层薄膜具有明显的铁电性,电流翻转峰明显,剩余极化强度高达16 μC/cm2,纳米多层薄膜具有最小的漏电流密度以及良好的耐疲劳性能     

二维过渡金属碳化物的结构、电磁特性及微波吸收性能

二维(2D)过渡金属碳化物(MXenes)具有完美的层状结构、超高导电性和易调控的活性表面,这些优点使其在微波吸收和电磁屏蔽应用中表现出极大的吸引力。本文综述了2D MXene基材料的结构、电磁特性和微波吸收性能,并分析了目前该材料面临的主要问题和未来的发展趋势。     

Sb对Li掺杂的KNN无铅压电陶瓷性质的影响

采用传统工艺制备了无铅压电陶瓷（Na0.5K0.45Li0.05）SbxNb1-xO3,研究了Sb掺杂对其压电、铁电、介电等性质的影响．实验结果表明,样品的居里点（Tc）、正交一四方相变温度（TT-O）均随Sb含量的增加而降低,掺杂7mol％Sb时,样品的居里点从454℃降至345℃,no从100℃降至室温以下．Sb5＋的引入限制了晶粒的生长,但提高了样品的致密度,从而提高了样品的压电、铁电性能．组分为（Na0.5K0.45Li0.05）Sb0.05Nb0.95O3的样品具有较为优异的性能：d33=241pC／N,Qm=50,kp=38．3％,d31=-83pC／N,g31=-0．08Vm／N,Pr=17μC／cm2,同时,该组分样品表现最“软”,具有相对最高的弹性柔顺常数SE11=14．2．     

基于二维钙钛矿的阻变存储器和突触器件研究

基于二维钙钛矿优异的光学特性及二维结构下特殊的电学性质,该文综述了近年来基于二维钙钛矿的纳米电子器件利用二维材料在垂直平面方向固有的电荷传输限制,基于二维钙钛矿的阻变存储器可以达到10 pA的极低工作电流;在人工突触领域,二维钙钛矿的应用可使能耗降低至400 fJ/spike,接近生物突触的能耗最后讨论了二维钙钛矿应用在相关器件中的稳定性问题,分析在光照条件下容易发生的严重分解现象,并阐述了近年来提出的阻止碘流失的致密二维材料包覆技术,以及尚待解决的问题未来,二维钙钛矿有望广泛应用于存储器、仿生突触等领域.     

FeCo／Al2O3纳米粉体的化学合成与表征

采用溶胶-凝胶法制备了Fe2O3（CoO）／Al2O3纳米复合材料,在氢气气氛中还原得到FeCo／AlO3纳米复合材料．利用X射线衍射（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对还原产物的成分、结构和磁性进行了分析,研究了还原温度对于FeCo／Al2O3纳米复合材料的结构和磁性的影响．     

钇掺杂氧化铪薄膜的铁电与非线性光学性能研究

铁电材料在铁电动态随机储存器、铁电场效应晶体管、铁电隧穿结和负电容器件等领域得到研究者的广泛关注近年来,铁电二氧化铪(HfO2)材料由于具有CMOS兼容性、高介电常数、宽带隙等特点成了研究热点该文使用脉冲激光沉积技术制备了钇掺杂铁电二氧化铪（HYO）并研究了其铁电和疲劳特性,指出薄膜的疲劳是由束缚在浅势阱中的注入载流子造成的畴壁钉扎效应引起进一步研究了60Co γ 射线对HYO薄膜铁电存储性能的影响,发现薄膜的抗辐照能力优于传统的铁电材料最后,研究了基于HYO薄膜的非线性光学效应,计算出的HYO薄膜的二阶非线性系数为χ(2)=（6.0±0.5） pm/V这些研究为铁电HfO2薄膜在存储和非线性光学领域的应用奠定了基础     

3，4二羟基苯甲酸与铁（Ⅱ）的配位转型反应研究

研究了过渡金属元素铁（Ⅱ）离子与3,4-二羟基苯甲酸（H3L）在水溶液体系中生成羧基配位化合物及在一定条件下转化成邻酚羟基螯合物的反应．     

新型过渡金属碳化物二维纳米材料的制备方法研究

过渡金属碳化物或氮化物(MXenes)是一种类石墨烯结构的新型二维材料,具有独特的层状结构,良好的导电性和稳定性,在储能、催化、吸附、光电等领域有广泛应用.但迄今为止,除了二维Tin+1Cn的制备比较成熟外,其他MXenes的制备方法研究尚刚刚起步.该文采用"过铝欠碳"的方法,合成多种前驱物MAlC,再通过HF酸刻蚀层间的Al原子制备了多种MXenes,探索了合成参数对最终产物的影响.实验表明,对于Nb_2AlC和Mo_2AlC的合成,元素原子物质的量比分别为2∶1.2∶0.98和2∶1.3∶0.97时,可以得到高纯产物;Nb_2AlC和Mo_2AlC的刻蚀,用质量浓度为50%的HF酸在50℃下分别刻蚀30h和34h后,可以得到高纯Nb_2Cene和Mo_2Cene.     

3，4—二羟基苯甲酸与铁（Ⅱ）的配位转换反应研究

研究了过渡金属元素铁（Ⅱ）离子与3，4-二羟基苯甲酸（H3L)在水溶液体系中生成羟基配位化合物及一定条件下转化成邻酚羟基螯合物的反应。