检索结果-内蒙古大学图书馆

江苏省物理学会2018年春季学术会议

作者：刘婷婷任捷童培庆南京师范大学物理科学与技术学院南京 210046 同济大学物理科学与工程学院声子学与热能科学中心上海 200092

RKKY相互作用是局域磁矩通过传导电子所产生的间接交换作用。最近人们研究了处在非平衡态的情况下，嵌入在隧道结中的铁磁分子的磁交换相互作用，发现通过调节电压和温度可以调整铁磁和反铁磁的耦合相互作用。在此基础上我们研究了传导... 详细信息

RKKY相互作用是局域磁矩通过传导电子所产生的间接交换作用。最近人们研究了处在非平衡态的情况下，嵌入在隧道结中的铁磁分子的磁交换相互作用，发现通过调节电压和温度可以调整铁磁和反铁磁的耦合相互作用。在此基础上我们研究了传导电子的自旋轨道耦合对局域磁矩的磁交换相互作用的影响。我们发现在平衡态的情况下，局域磁矩之间不仅产生各向异性的Heisenberg相互作用，还会产生各向异性的DM相互作用。并且随着自旋轨道耦合强度的改变，各个磁相互作用都会发生铁磁(反铁磁)到反铁磁(铁磁)的转变。我们又研究了非平衡态情况下，左右热库极化率不同时，局域磁矩之间不仅产生各向异性的Heisenberg相互作用和各向异性的DM相互作用，而且还会产生各向异性的nematic type相互作用。并且可以通过调节极化率来调节DM 和nematic type相互作用。我们研究了温差以及偏压对磁交换相互作用的影响，发现铁磁和反铁磁的耦合相互作用的调整不仅可以通过调节化学式、温度、电压，还可以通过调节自旋轨道耦合系数来调整。

关键词：磁交换相互作用非平衡态格林函数自旋极化纳米尺度

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层状过渡金属硫化物中自旋和谷自由度调控研究

层状过渡金属硫化物中自旋和谷自由度调控研究

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作者：张青青河北师范大学

学位级别：博士

传统半导体微电子学的建立和发展促成了人类史上的第三次科学技术革命,使人类社会快速进入到了当今的信息化时代。现在,人们学习、生活和工作的方方面面都与信息技术的快速发展密切联系。传统的半导体技术是在电子电荷自由度的基础上建... 详细信息

传统半导体微电子学的建立和发展促成了人类史上的第三次科学技术革命,使人类社会快速进入到了当今的信息化时代。现在,人们学习、生活和工作的方方面面都与信息技术的快速发展密切联系。传统的半导体技术是在电子电荷自由度的基础上建立并发展起来的,并且在建立后的数十年发展过程中,集成电路芯片的集成度一直在按照摩尔定律的规律不断提升。然而,随着芯片工艺尺寸的不断减小,电子的波动性变得愈加明显,因此芯片电路器件的性能表现受到了极大的影响和限制。为了使信息技术继续保持高速的发展,除了不断研究更先进的芯片制备方法以外,人们还在探索除了电荷自由度以外其他的电子自由度,用来实现对信息的编码、存储和处理等逻辑功能。除了电荷自由度外,电子还具有自旋这个内禀自由度。基于电子的自旋自由度,人们不断研究和探索利用电子的自旋特性来实现信息技术的可能性,并形成了自旋电子学这个成熟的学科。此外,在石墨烯和过渡金属硫化物等具有特殊对称性的二维晶体材料中,电子还会额外地具有能谷自由度,这对于实现信息的编码、传输和处理等功能同样具备非常大的应用潜力。在自旋和能谷自由度的应用研究中,首要的挑战便是实现显著且可控的自旋极化和谷极化。在本论文中,我们主要从理论方面研究了单层过渡金属硫化物材料中谷相关的拓扑相变以及电调控下与谷极化相关的输运性质。首先,我们简要介绍了自旋电子学和能谷电子学的发展和研究现状,特别是在石墨烯和过渡金属硫化物中取得的研究成果和遇到的一些困难。由于研究工作的相关性,对于低维系统的拓扑理论,我们也做了简要介绍。然后,对于本论文研究过程中所使用到的主要理论和计算方法,我们做了介绍并给出了简要的推导分析,其中主要包括格点空间下的能带理论、格林函数方法以及分通道输运计算方法等。接下来,我们研究了单层过渡金属硫化物与铁磁性衬底组成的异质结体系。以单层二碲化钼和氧化铕组成的系统为例,利用三轨道紧束缚模型方法,我们研究了磁交换相互作用和Rashba场对单层二碲化钼材料拓扑性质的影响。通过调节Rashba场和磁交换相互作用的强度,我们在单层二碲化钼中发现了一种新的物质量子态-谷分辨量子反常霍尔态。与传统的量子反常霍尔效应不同,这里的谷分辨量子反常霍尔效应具有完全谷分辨的性质,也就是说,处于此量子态下的系统,其边缘态会全部局域在单一的能谷-K(或(10)K)中。我们计算了谷分辨量子反常霍尔态下的Berry曲率和Chern数以及波函数分布。结果显示,在单层二碲化钼纳米带的边界处,存在两对谷分辨的手性边缘模态。另外,对valley-Chern数的进一步计算和分析表明,两个不等价能谷中能带反转的不同时性导致了谷分辨量子反常霍尔效应的出现。通过对两个不等价能谷中能隙的计算,我们给出了系统的相图,相图中包含谷霍尔绝缘体、谷分辨量子反常霍尔效应和带绝缘体三个区域。通过非平衡格林函数方法,对谷分辨量子反常霍尔态下具有不同纳米带尺寸和不同原子空位缺陷浓度的体系的传输性质进行了计算分析,计算结果表明谷分辨量子反常霍尔效应的边缘态对纳米带材料中的原子空位缺陷具有鲁棒性。然后,我们在单层过渡金属硫化物中研究了产生谷极化的一种电调控机制。这种调控机制源于过渡金属硫化物纳米带中Rashba自旋轨道耦合效应引起的背向散射。由于单层过渡金属硫化物中的Rashba自旋轨道耦合效应可以通过外部施加的垂直电场来诱导产生,因此利用这种机制产生的载流子的谷极化便可以通过外部门控的手段进行动态调控。我们以二硫化钼纳米带为代表,研究了中央散射区中存在Rashba自旋轨道耦合效应时的谷相关的电子透射和反射现象。结果明确地显示出:当中央散射区存在Rashba自旋轨道耦合效应时,载流子通量中会出现非常显著的谷极化。通过调节费米能级和Rashba自旋轨道耦合强度,谷极化的最大效率甚至可以超过80%。我们研究了谷极化效率对Rashba自旋轨道耦合强度的依赖关系,结果表明并不是越强的Rashba自旋轨道耦合效应就会产生越明显的谷极化效率,一个相对适中的Rashba自旋轨道耦合强度更有利于实现明显的谷极化。通过分析单层过渡金属硫化物纳米带中的空位缺陷对谷极化效率的影响,我们发现即使纳米带中存在较高浓度的空位缺陷时,谷极化效率仍然保持得非常显著。为了验证这种电调控机制的普遍性,我们又计算了(4,1)纳米带中的谷极化情况。此外,除了二硫化钼,我们还计算了其他五种过渡金属硫化物晶体中的谷极化效率,结果表明,单层的钼基过渡金属硫化物更适合用来产生显著的谷极化电流。最后,我们对本论文的研究内容作了总结和展望。

关键词：过渡金属硫化物谷极化量子反常霍尔效应 Berry曲率 Chern数 Rashba自旋轨道耦合磁交换相互作用

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退火温度对GaN：Mn薄膜微结构、电学及磁学性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第7期44卷 981-986页

作者：徐大庆李培咸娄永乐李妤晨西安科技大学电气与控制工程学院西安710054 西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院西安710071 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件重点实验室西安710071

通过Mn离子注入非故意掺杂GaN外延层制备了GaN:Mn薄膜,研究了退火温度对其微结构、电学和磁学性能的影响。结果表明:所有样品均呈现为单晶纤锌矿结构;离子注入产生的相关缺陷在GaN:Mn薄膜中引起了新的声子模,分析认为Mn替代Ga位后所产... 详细信息

通过Mn离子注入非故意掺杂GaN外延层制备了GaN:Mn薄膜,研究了退火温度对其微结构、电学和磁学性能的影响。结果表明:所有样品均呈现为单晶纤锌矿结构;离子注入产生的相关缺陷在GaN:Mn薄膜中引起了新的声子模,分析认为Mn替代Ga位后所产生的相关局域振动紧邻GaN的E_2^(high)峰;测量显示材料具有室温铁磁特性,并且磁化强度和电学特性随着退火温度而变化。实验分析结合模拟计算表明,微结构随退火温度的变化引起相应的Ga空位和N空位浓度的变化,使得主导材料磁性能的交换相互作用发生转换,从而使材料磁化强度随着退火温度而变化。

关键词：锰掺杂氮化镓微结构铁磁性磁交换相互作用

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Ru(0001)表面Co原子团簇的近藤效应及其磁相互作用机制

Ru(0001)表面Co原子团簇的近藤效应及其磁相互作用机制

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中国物理学会2011年秋季学术会议

作者：冯卫周春生冯晓燕李斌赵爱迪王兵侯建国中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室安徽合肥230026

近藤效应(Kondo effect)是凝聚态物理中的一个重要的物理效应.近年来,扫描隧道显微镜(STM)及其谱学方法已经成功的被用于探测与研究吸附于表面的单个磁性原子与团簇的近藤效应.

关键词：近藤效应扫描隧道显微镜磁交换相互作用 Co 原子

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