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oe1(光电查) - 科学论文

30 条数据
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  • 铁磁掺杂Ce的BaTiO3纳米颗粒中由dz2轨道介导的束缚磁极化子及其增强的双光子吸收截面

    摘要： 钙钛矿BaTiO3纳米颗粒的富铁磁性与双光子吸收(TPA)截面对于磁性和光学数据存储应用至关重要。本工作中，水热法合成的Ce掺杂BaTiO3纳米颗粒在4 mol%掺杂量时展现出最大室温铁磁性(4.26×10-3 emu/g)，X射线光电子能谱、电子自旋共振光谱及密度泛函理论(DFT)计算证实这是氧空位增加所致。据此采用氧空位构成的束缚磁极化子(BMP)模型解释铁磁性增强现象：BMP理论模型显示Ce掺杂使BMP磁化强度(M0从3.0提升至4.8×10-3 emu/g)和单个BMP真实自发磁矩(meff从4提升至9.88×10-4 emu)增大。DFT计算表明BMP通过Ti d轨道介导产生铁磁性。此外发现氧空位存在时，Ba位Ce诱导的磁矩高于Ti位Ce?？譠扫描技术显示4 mol% Ce掺杂量时因强TPA诱导激发态吸收而具有最高TPA系数β(7.08×10-10 m/W)和TPA截面σTPA(455×104 GM)。较大的σTPA归因于氧空位和Ce离子产生的载流子具有更长激发态寿命τ(7.63 ns)，这些载流子在激发子亚能级中经历多次电子跃迁。

    关键词： 铈掺杂、氧空位、束缚磁极化子、双光子吸收、密度泛函理论计算、Z扫描技术、钛酸钡纳米颗粒、铁磁性

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • Cd0.9375Co0.0625X（X＝S、Se、Te）电子结构的第一性原理研究及其在磁性、光学和热电器件中的应用

    摘要： 本文研究了Co掺杂（xCo = 6.25%）CdS/Se/Te稀磁半导体的结构与电子特性，以理解其光学和热电特性。通过广义梯度近似（GGA）和修正的Becke-Johnson（mBJ）泛函计算电子性质并进行对比，以确定合适的电子参数。稳定的铁磁态被证实源于p-d杂化作用，该作用导致间隙位和非磁性位点产生磁矩。计算得出的直接带隙及交换常数（N0α和N0β）分别表明其在光电器件和自旋电子器件中的应用潜力。所研究化合物在可见-紫外能量范围内工作。热电响应随温度升高而改善，但Co掺杂会使其性能下降。这些化合物展现的多项重要物理特性，证明其在自旋电子、光电子和热电等技术领域具有重要应用价值。

    关键词： 光学性质、铁磁性、稀磁半导体、热电性质、mBJ势

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 钴掺杂与点缺陷对氧化锌铁磁性的影响

    摘要： 不同比例的钴掺杂与氧空位(VO)对氧化锌(ZnO)铁磁性的影响存在争议。为解决这一问题，我们采用密度泛函理论下的广义梯度近似+U(GGA+U)方法，通过第一性原理计算研究了钴掺杂与点缺陷(VO、VZn、Hi和Zni)对ZnO铁磁性的影响。结果表明：钴与空位(VO或VZn)间距越小，形成能越低且体系越稳定。含VO或VZn的钴掺杂ZnO呈现长程有序铁磁性，其居里温度高于室温。特别是含VZn的钴掺杂ZnO表现出半金属性，可实现100%传导空穴极化率，这对作为空穴注入源的稀磁半导体(DMSs)极具价值。Zn14CoO16的铁磁性源于钴掺杂与锌空位形成复合体后，通过空穴载流子介导的O-2p、Co-3d和Zn-3d轨道电子间双交换作用；而Zn15CoO15的铁磁性则来自钴掺杂与氧空位形成复合体后，经电子载流子介导的O-2p、Co-3d和Zn-4s态电子间双交换效应。此外，含间隙H(Hi)或Zn(Zni)的钴掺杂ZnO不利于铁磁性，实验中应予以避免。

    关键词： 第一性原理、钴掺杂与点缺陷、铁磁性、氧化锌

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • n型稀磁半导体Ge0.96?xBixFe0.04Te薄膜的铁磁性与载流子输运

    摘要： 采用脉冲激光沉积技术制备的Ge0.96?xBixFe0.04Te外延薄膜的结构、霍尔效应、电子输运及磁学性能被报道。X射线衍射图谱（包括线扫描和φ扫描）证实所有薄膜均具有高质量的外延生长和结晶性。通过用高价Bi元素取代Ge元素，我们发现载流子类型由空穴转变为电子，这一结论通过不同温度下霍尔效应测量获得的负斜率得到验证。电子输运呈现典型半导体行为，且可通过小极化子跳跃模型解释——晶格畸变增强了电子-声子相互作用。高Bi掺杂的Ge0.64Bi0.32Fe0.04Te表现出明显铁磁特性，而低Bi掺杂浓度样品则无此现象，表明铁磁性的建立完全依赖于载流子输运。针对该体系进行的第一性原理计算也揭示：在当前含Bi共掺杂的n型稀磁半导体中确实存在铁磁态。

    关键词： N型半导体，铁磁性，稀磁半导体

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 二元碱金属硫属化合物本征半金属性的从头算预测：KX（X=S、Se和Te）

    摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理全势线性缀加平面波方法被用于研究KX（X=S、Se和Te）二元碱金属硫族化合物的结构、电子和磁学性质。这些化合物在不同晶相（NaCl(B1)、CsCl(B2)、闪锌矿(B3)、NiAs(B81)、纤锌矿(B4)和Pnma）中的性质通过广义梯度近似(GGA-PBE)和修正Becke-Johnson方法(mBJ-GGA-PBE)对交换关联能及势能进行计算。研究发现KX二元化合物最稳定的相是非磁性的Pnma相。计算得到的晶格参数、体积模量、其一阶压力导数及内禀参数与其他理论数据吻合良好。电子能带结构和态密度显示存在半金属性与磁性特征，这可归因于VI族元素中自旋极化p轨道的存在。除CsCl和NiAs相中的KSe与KTe外，KX(X=S、Se和Te)化合物在所有相中均呈现半金属性，每个化学式单元具有1μB的整数磁矩及半金属能隙。

    关键词： 碱金属，密度泛函理论，半金属，硫属化合物，铁磁性

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 掺杂铁的置换型In2O3粉末中的铁磁有序

    摘要： 我们报道了对Fe掺杂In2O3体系室温铁磁性的实验研究。通过标准固相反应法制备了(In1?xFex)2O3（x = 0.00、0.02、0.06、0.10、0.14或0.18）粉末，并在空气中1200°C烧结48小时。研究了Fe掺杂浓度对In2O3样品结构和磁性能的影响。X射线衍射分析表明，Fe离子进入In2O3晶格的In3+位点而未改变立方体心矿结构。磁性表征显示所有Fe掺杂In2O3样品均呈现室温铁磁性。观测到的铁磁性归因于Fe取代In3+位点产生的氧空位及真空退火处理。我们提出了一个铁磁交换相互作用模型来解释该体系的铁磁性。

    关键词： DMS（稀磁半导体）、RTFM（阅读该死的手册）、掺铁氧化铟、缺陷、铁磁性

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 纳米粒子

    摘要： 我们报道了通过高能球磨将重费米子铁磁合金YbNi2的颗粒尺寸减小至纳米尺度时其磁行为的变化。根据X射线衍射数据计算，30小时球磨使块体合金的颗粒尺寸降至10(2)纳米，晶格应变达1.8(2)%?？樘搴辖鹪诰永镂露萒C=10.5K处的铁磁转变随球磨过程趋于消失，同时出现更低温度下的新磁转变。经30小时球磨样品的交流磁化率在3K处呈现宽频范围内频率无关的峰，该特征既不符合超顺磁性也不符合磁矩简单冻结，而与预期中的铁磁行为一致。但比热测量显示，30小时球磨样品在3.6K处的峰位相对于交流磁化率观测值发生偏移，这与自旋玻璃体系的表现相符。此外，纳米样品的磁比热贡献较块体合金降低，其?cmax约为0.45J/molK。这些结果可解释为球磨过程加剧了纳米颗粒集合体中合金的磁不均匀性与无序性所导致的影响。

    关键词： 比热，铁磁性，自旋玻璃，磁性能，镱合金

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 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

  • 通过胶体合成与催化化学气相沉积方法的后续操作，在碳纳米管内形成类豆状锗纳米颗粒结构

    摘要： 首次尝试通过台式胶体合成与化学气相沉积（CVD）相结合的方法，在铁填充碳纳米管（IF-CNTs）内部植入锗纳米颗粒（Ge NPs）。沉积前采用胶体法合成了尺寸为3.8±0.6纳米的Ge NPs。利用高分辨透射电镜、扫描电镜、选区电子衍射和X射线衍射等技术对Ge NPs/IF-CNTs复合结构及形貌进行表征。沉积后Ge NPs尺寸增大，几乎均匀地呈豆状分布在IF-CNTs中。与未使用Ge NPs的CNTs形成过程相比，以Ge NPs为催化剂时CNTs直径显著增大。此外，在纳米管核心外还发现了微米级矩形锗微粒（Ge μPs）。Rietveld分析显示存在γ-Fe（Fm-3m）、铁磁相α-Fe（Im-3m）、Fe3C、Ge（Fd-3m）以及多壁CNTs。结果表明Ge NPs与IF-CNTs具有协同催化作用，使两者尺寸均显著增大，远超传统方法所得结果。

    关键词： 铁磁性、锗、纳米粒子、胶体、化学气相沉积、碳纳米管

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于自旋电子学应用的空穴掺杂二维硒化铟

    摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们研究了空穴掺杂二维硒化铟（InSe）的磁性和电子特性。模拟结果表明，尽管本征二维InSe是非磁性的，但在较宽的空穴浓度范围内会出现稳定的铁磁相。值得注意的是，空穴掺杂不仅诱导出自发磁化，还产生了半金属性——这种具有一个导电自旋通道和一个绝缘自旋通道的空穴掺杂InSe材料，对下一代自旋电子纳米器件极具应用前景。我们还探究了通过本征缺陷和外来缺陷诱导空穴掺杂及后续铁磁有序的可能性，发现铟空位会在价带附近产生自旋极化态并导致p型导电行为；与铟空位类似，第五主族原子替代硒原子同样会产生p型行为，可能稳定二维InSe中的铁磁有序。

    关键词： 铁磁性、InSe（硒化铟）、半金属性、空穴掺杂、缺陷

    更新于2025-09-23 15:21:01