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在不同糖类存在下，采用燃烧合成法制备的Gd?NiMnO?稀土双钙钛矿纳米结构的光催化、电化学、光学及磁性能研究
摘要： 本文首次报道了以不同糖类作为包覆剂和还原剂，在金属硝酸盐反应体系中燃烧合成Gd2NiMnO6纳米结构(GNMO NSs)。通过XRD、FT-IR、EDS、TEM和SEM图像及VSM和DRS光谱分析研究了该NSs材料。VSM显示其具有反铁磁特性。DRS光谱证实最优样品（在1000°C葡萄糖条件下制备）具有半导体特性，带隙Eg为3.05 eV。采用CV法研究了NSs的电化学性能。首次评估了GNMO NSs在紫外光照射下降解有机染料的光催化性能，除初始照射时段外，EDT与ES的光降解行为基本相似。在研究时间范围内，GNMO NSs对EBT和ES的降解率较高，而对MV的降解率较低。
关键词： 直接带隙、光催化、反铁磁性、Gd2NiMnO6、燃烧法、纳米结构
更新于2025-09-23 15:21:21
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能否通过在宽带隙半导体ZnO中掺杂过渡金属来引入长程铁磁性？
摘要： 本报告系统研究了过渡金属（TM=Fe或Cu）掺杂ZnO及共掺杂（Cu,Fe）ZnO纳米颗粒的磁行为。所有样品在低温下均呈现类反铁磁性的逆磁化率。随着TM离子浓度增加，所有样品的反铁磁居里-外斯温度TAFM升高，表明TM掺杂增强了反铁磁关联。我们观察到约100-150K温度（T）区间存在从反铁磁关联态向铁磁关联态的转变。我们将通过氧空位作用、过渡金属离子价态、束缚磁极化子（BMP）的形成与相互作用及其在ZnO基质中的解离来解释所有实验现象。尽管根据逆磁化率数据，所有样品在室温附近都呈现铁磁关联，但在最低测量温度5K下仍未观测到真正的铁磁长程有序转变。研究表明：在宽禁带半导体ZnO基质中，随着温度降低形成的束缚磁极化子会因过渡金属掺杂引发的超交换作用产生反铁磁关联，这导致实现铁磁长程有序存在困难。
关键词： 稀磁半导体、束缚磁极化子、反铁磁性、过渡金属掺杂、氧化锌、铁磁性
更新于2025-09-23 15:21:21
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硅碳衬底上拓扑绝缘体单层铋烯量子谷极化反转与自旋铁磁性与反铁磁性
摘要： 我们采用一个能精确描述该拓扑绝缘体低能电子能带结构的最小紧束缚模型，在线性响应区间研究了SiC衬底上大带隙拓扑绝缘体单层铋烯量子点中与电子输运相关的谷极化和自旋极化现象。研究发现：对于锯齿型边缘结构，当费米能级位于体材料带隙内时，电子边缘态会呈现强谷极化特性。我们预测当费米能级从价带顶移动到导带底，或通过量子点的电流方向反转时，边缘态的谷极化会在K和K'谷之间切换。若量子点内存在非均匀静电势，电子在穿越量子点过程中其谷极化可能发生反转。这种谷极化反转源于锯齿型边缘态色散曲线穿过分隔K与K'谷的布里渊区中心，因而被预测为普遍现象。虽然边缘态内的自旋极化呈现铁磁特性（符合自旋霍尔器件的预期），但计算表明体材料价带散射态的自旋极化面外分量具有反铁磁特性，且奈尔矢量面外分量的方向取决于电子积累主要归属于K谷还是K'谷。
关键词： 量子点、铁磁性、铋烯、拓扑绝缘体、自旋极化、反铁磁性、碳化硅、紧束缚模型、谷极化
更新于2025-09-23 15:19:57
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SnSe2双层结构的层间掺杂第一性原理研究
摘要： 采用密度泛函理论计算，我们系统研究了过渡金属（TM）数量和类型对SnSe?双层纳米片磁性的影响。结果表明：当单层TM插入层间时，Co和Ni诱导的磁矩微弱，而V、Cr、Mn和Fe掺杂会显著增强磁矩。双TM插入时，V和Cr使体系转变为弱反铁磁（AFM）态，Mn、Fe和Co掺杂体系则呈现弱铁磁（FM）基态——这些FM态的磁矩是单TM掺杂体系的两倍。当TM数量增至四个时，Fe和Mn掺杂分别表现出强AFM和FM特性。无论填充多少Ni原子均不产生磁性。值得注意的是，随着掺杂量增加，Fe-SnSe?和Cr-SnSe?体系分别预测会发生FM→AFM和AFM→FM转变，这种转变可能对自旋电子器件应用具有重要意义。
关键词： 层间掺杂、自旋电子学应用、密度泛函理论、反铁磁性、建模与仿真、铁磁性、SnSe2
更新于2025-09-10 09:29:36
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钴取代对铁电铌酸钾钠（K0.5Na0.5NbO3）陶瓷多铁性特征的影响
摘要： 研究了钴掺杂KNN[K0.5Na0.5Nb1?xCoxO3，0.02 ≤ x ≤ 0.05]陶瓷的室温多铁性行为。X射线衍射和选区电子衍射分析证实所有组分均结晶为单一相（正交晶系，Amm2），未形成钴团簇及Co3O4等第二相。通过X射线光电子能谱测量研究了样品中Co2+氧化态和氧空位的存在情况。紫外-可见吸收光谱显示KNN中随钴浓度增加带隙发生变化。磁测量表明样品以Co2+通过F0心和O2?介导的Co2+–Co2+交换相互作用为主导的反铁磁耦合为主。磁测量还在KNaNb1?xCoxO3（x = 0.03, 0.04, 0.05）样品中观察到交换偏置（EB）效应。此外发现Co′′′Nb与氧空位形成的缺陷复合体增强了K0.5Na0.5Nb1?xCoxO3陶瓷的介电、铁电和压电性能。
关键词： 多铁性、钴取代KNN、铁电性、交换偏置、反铁磁性
更新于2025-09-10 09:29:36
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双层光学晶格中偶极费米气体的层间涌现节超流性
摘要： 理解磁性与超导性之间的相互作用是高温超导体研究的核心问题之一。近期通过实验实现具有高度可调各向异性相互作用的冷原子气体（特别是磁性偶极原子或极性分子），为探索这一有趣现象开辟了新途径。我们在此报道一种通过双分子层光学晶格中加载赝自旋1/2偶极费米原子来调控空间各向异性相互作用的机制，从而驱动磁性与超流态的相互作用。令人惊讶的是，我们发现对于半填充情况，弱层间相互作用能在低温下导致超流态与反铁磁性的共存。这与常规方案（通过掺杂反铁磁莫特绝缘母体来获得高温超导性）存在本质区别——后者在半填充时由于缺乏超导性，低温下不会出现超导态与磁性的共存。此外，该层间超流态具有出人意料的节点结构，其形态虽类似于节点型高温超导性，但形成机制截然不同。
关键词： 反铁磁性、双层光学晶格、偶极费米原子、超流性、层间相互作用、超导性、磁性、节线结构
更新于2025-09-09 09:28:46
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绿色合成Co?O?纳米棒及其高效催化、光催化与抗菌活性
摘要： 采用葡萄(Vitis vinifera)植物提取物作为还原剂和稳定剂，通过热板燃烧法成功合成了氧化钴纳米棒。该植物提取物可替代有毒化学品作为通用还原剂和封端剂。通过XRD、FT-IR、拉曼、TEM、SAED、EDX、DRS、PL和VSM等技术对所得纳米棒的晶体结构、形貌、光学及磁学性能进行了表征。XRD、FT-IR、拉曼和EDX分析证实样品具有高纯度；TEM和SAED结果显示样品呈棒状形貌；DRS和PL揭示了其带隙能量及可见光区发射特性；VSM表明样品具有反铁磁性。研究了所制氧化钴纳米棒对纺织印染废水降解的光催化活性，根据印度污染控制委员会工业废水排放河流标准，测得废水降解反应浓度为250 mg/L（150分钟）。相同催化剂还用于以硼氢化钠为还原剂的4-硝基苯酚和4-硝基苯胺还原反应，因其高活性表面位点而展现出优异还原性能——4-硝基苯酚和4-硝基苯胺的还原时间分别为300秒和210秒。此外，研究并报道了其对细菌菌株的抗菌活性。
关键词： 氧化钴、反铁磁性、抗菌研究、催化还原、葡萄植物提取物、光催化降解
更新于2025-09-04 15:30:14
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人工磁环面晶体的极化
摘要： 尽管铁磁性具有极其重要的意义，但利用具有补偿性（例如反铁磁性）长程有序磁矩排列的材料仍处于起步阶段。反铁磁性对外部扰动更具鲁棒性，能展现自旋系统的超快响应，且是交换偏置、磁诱导铁电性或某些磁阻现象等现象的关键。然而，目前缺乏操控反铁磁有序的共轭场，这阻碍了其观测与直接调控。直到最近，才通过自旋电子学方法实现了对特定反铁磁体的直接极化。铁涡有序性——一种新确立的第四类铁性有序形式，是反铁磁性的有趣替代方案。它被定义为具有零净磁化强度却自发产生涡旋矩的类涡旋磁态。作为铁性有序的标志，必须存在可操控序参量的共轭场。对于铁涡材料而言，这种场就是涡旋场——一种同时破坏空间反演和时间反演对称性（类似于涡旋矩）的磁涡旋场。但在常规晶体体系中，涡旋场的本质与产生机制仍不明确。本文中，我们展示了一种由介观平面纳米磁体构成、具有磁涡旋有序基态的人工晶体的创建方法。通过在晶体上方扫描磁探针施加正负两种有效涡旋场，从而实现了对零净磁化强度涡旋矩取向的局域控制。
关键词： 铁环磁性、反铁磁性、环形矩、铁磁性、纳米磁体
更新于2025-09-04 15:30:14