- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
GaAs(001)衬底上的L1?-MnAl超薄膜:硬磁MnAl层与软磁Mn-Ga-As-Al界面
摘要: 在GaAs(001)衬底上外延生长了厚度为1至5纳米的铁磁性MnAl(L10-MnAl相)超薄膜。通过调节样品制备和生长参数,在无需缓冲层的情况下获得了超过8千奥斯特的矫顽力。分子束外延腔室配备的原位表征技术(X射线光电子能谱和低能电子衍射)进行的表面与界面分析显示,形成了由Mn-Ga-As-Al组成的铁磁界面,其贡献与MnAl合金薄膜形成竞争。该界面的出现为理解文献中报道的MnAl基薄膜生长机制提供了重要信息。
关键词: X射线光电子能谱、铁磁性、砷化镓、分子束外延、低能电子衍射、超薄膜、L10-MnAl
更新于2025-09-23 15:21:01
-
掺杂与未掺杂氮的二氧化钛金红石单晶晶片添加三氧化钨后的铁磁性
摘要: 本工作通过直流磁控溅射法制备了未掺杂、氮掺杂、负载三氧化钨的未掺杂以及负载三氧化钨的氮掺杂二氧化钛金红石单晶晶片。通过氮掺杂二氧化钛和在三氧化钨表面负载来分别增加和减少氧空位。采用多种测试手段分析了样品的结构与磁学性能。X射线衍射结果表明氮掺杂和三氧化钨负载未改变所有样品的物相;X射线光电子能谱显示负载于金红石单晶晶片上的钨元素以三氧化钨形式存在;紫外-可见光谱表明负载三氧化钨的未掺杂及氮掺杂二氧化钛金红石单晶晶片的吸收边发生红移,对应带隙略有减??;光致发光光谱显示由于后退火气氛,所有样品中均存在氧空位,且氧空位密度随氮掺杂增加而升高,随三氧化钨在二氧化钛表面负载而降低。通过磁学性能测试发现,饱和磁化强度大小顺序为:氮掺杂>负载三氧化钨的氮掺杂>未掺杂>负载三氧化钨的未掺杂金红石单晶晶片,该顺序与样品氧空位密度排序一致。氮掺杂提升了饱和磁化强度值,而三氧化钨负载则降低了该数值。本文揭示负载三氧化钨的氮掺杂金红石单晶晶片的磁学性能源自氧空位。
关键词: 金红石型TiO2单晶晶片,负载WO3,氧空位,铁磁性
更新于2025-09-23 15:21:01
-
共掺杂对纳米晶ZnO薄膜结构、光学及磁性能的影响
摘要: 本文研究了当Co含量(原子百分比)从1 wt%变化至5 wt%时,所制备ZnO薄膜的结构、表面形貌、光学参数及磁学特性。X射线衍射分析表明沉积薄膜为具有六方纤锌矿结构的 polycrystalline(多晶)。采用包络法计算得出带隙能量值:当Co含量增至4 wt%时,其值从3.334 eV降至3.22 eV,而在5 wt% Co含量时回升至3.335 eV。磁学研究表明所有薄膜均呈现铁磁性趋势,与氧空位相关的F心可能是产生铁磁性的物理机制。扫描电子显微镜观测显示薄膜具有粗糙多孔的形貌特征。
关键词: 溶胶-凝胶法,薄膜,氧化锌,铁磁性,掺杂
更新于2025-09-23 15:21:01
-
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
-
通过分子束外延在硅晶圆上自组装生长的Mn<sub>0.06</sub>Ge<sub>0.94</sub>量子点中,Ge<sub>x</sub>Si<sub>1-x</sub>虚拟层增强的铁磁性
摘要: 在硅衬底或GexSi1-x虚拟衬底(VS)上通过分子束外延生长的自组装Mn0.06Ge0.94量子点(QDs)。利用不同厚度和锗组分x的GexSi1-x VS来调控上述量子点的铁磁特性。生长在GexSi1-x VS上的MnGe量子点表现出显著增强的铁磁性,其居里温度超过220 K?;谖⒐劢峁购痛呕峁治?,认为GexSi1-x VS上量子点的铁磁特性源自本征MnGe铁磁相,而非锰与锗形成的任何金属间铁磁化合物。同时发现,通过提高GexSi1-x VS的锗组分x,由于量子点内部空穴浓度和锗组分的提升,生长在VS上的量子点铁磁性将显著增强。这些结果对理解和实现高居里温度MnGe稀磁半导体具有根本性重要意义。
关键词: 铁磁性、分子束外延、稀磁半导体、GexSi1-x虚拟衬底、MnGe量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
-
球磨Zn0.97Ni0.03O中氧空位诱导的铁磁性:通过电子自旋共振确认
摘要: 在半导体材料中,ZnO是一种用途广泛的多功能候选材料,在300K时具有3.37eV的直接带隙和60meV的大激子结合能,可用于自旋电子器件应用。ZnO对过渡金属具有高溶解度。在已用于稀磁半导体的过渡金属中,Ni是改善ZnO电学和磁学性能最有效的掺杂元素。Ni掺杂ZnO有望成为实现高居里温度(即高于室温)铁磁性的良好候选材料。本研究通过球磨技术成功合成了Zn1?xNixO(x=0.03)粉末样品。X射线衍射分析证实3%Ni掺杂ZnO纳米颗粒为多晶六方纤锌矿结构。微拉曼分析通过观察到437cm?1处E2(高)振动模式(该模式对应纤锌矿晶体结构中最强的振动模式)确认了Ni在ZnO基质中的取代。在570cm?1处观察到的宽峰表明存在氧空位团簇。样品的振动样品磁强计测量显示室温下存在铁磁滞回线,饱和磁矩为9×10?5emu/g。电子自旋共振谱计算得出的"g"值为1.95,表明观察到的铁磁性源于氧空位。
关键词: 稀磁半导体、电子自旋共振、缺陷、铁磁性、氧化锌、纳米粒子
更新于2025-09-19 17:13:59
-
胶体近红外二区发射锰掺杂硫化银量子点
摘要: 在半导体纳米晶体中引入过渡金属掺杂剂会对其光学和磁学性质产生巨大影响。本文展示了一种通过银和锰单源前驱体共热解合成第二近红外发光光致发光Mn2+掺杂Ag2S量子点的新方法。通过元素分析和电子顺磁共振光谱证实,Mn2+掺杂水平在Ag2S量子点中可灵活调控。Mn2+掺杂对原始单斜辉银矿Ag2S晶体结构诱导的改变得以忽略,但显著降低了光致发光强度。Mn2+掺杂的Ag2S量子点展现出第二近红外发射和铁磁有序性,显示出作为多模态荧光/MRI探针的应用潜力。
关键词: 第二近红外、锰掺杂、铁磁性、量子点、硫化银
更新于2025-09-16 10:30:52
-
二氧化钛薄膜中钴纳米团簇的限域诱导巨自旋轨道耦合磁矩
摘要: 高性能磁化材料在制备先进多功能磁性器件方面需求巨大。尽管需求旺盛,但具有这些特性的新材料开发进展相对缓慢。本研究提出了一种在室温以上实现高磁矩的新策略。我们通过材料工程方法,将磁性纳米团簇嵌入氧化物基质中。通过精确控制脉冲激光沉积参数,在5 at.% Co-TiO2薄膜中形成了Co纳米团簇。利用透射电子显微镜、能量色散X射线光谱和X射线吸收精细结构证实了这些纳米团簇的存在。该薄膜展现出高达99 emu/cm3的超高饱和磁化强度。X射线磁圆二色谱详细研究表明,Co具有增强的3.5 μB/原子磁矩,同时Ti和O也对磁矩有贡献。第一性原理计算支持我们的假设:被TiO2基质包围的金属Co纳米团簇可同时表现出较大的自旋磁矩和轨道磁矩。此外,量子限域效应使嵌入的Co纳米团簇具有高居里温度。这些发现揭示了处于量子限域状态的1-2 nm纳米团簇能在室温以上展现极大磁矩,为设计新型高磁化材料提供了重要突破。
关键词: 二氧化钛、量子、铁磁性、增强的磁矩、限制效应、纳米团簇
更新于2025-09-11 14:15:04
-
半金属二元化合物XBi(X = Ca、Sr和Ba)在闪锌矿和纤锌矿相中的自旋极化光学性质
摘要: 在本研究中,我们旨在探究闪锌矿和纤锌矿相非过渡金属二元化合物XBi(X = Ba、Sr和Ca)的自旋极化光学特性。计算采用基于全势线性缀加平面波加局域轨道法(FP-L/APW+lo)的自旋密度泛函理论实现,通过Perdew-Burke-Ernzerhof广义梯度近似(PBE-GGA)及改进型Becke-Johnson势(mBJ-GGA)构建交换关联势。我们详细计算并讨论了介电函数、折射率和消光系数等光学常数。由于这些化合物可能具有半金属性质,被确认为自旋电子学应用与高性能电子器件的潜在候选材料。研究明确了导致光谱结构特征的带间跃迁过程,结果表明Bi的p态与(Ca/Sr/Ba)的d态作为初态和末态在光学跃迁中起主导作用。
关键词: 铁磁性、密度泛函理论、半金属、光学性质
更新于2025-09-10 09:29:36
-
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