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Bi_4Ti_3O_(12)/BaTiO_3铁电复合薄膜的制备

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电子元件与材料 2014年第4期33卷 13-16页

作者：张云婕陈长乐郭兵王晶西北工业大学理学院凝聚态结构与性质陕西省重点实验室陕西西安710129

利用脉冲激光分子束外延技术(MBE)在LaAlO3(100)基片上依次沉积了La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)、BaTiO3(BTO)和Bi4Ti3O12(BIT)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、压电力显微镜(PFM)和铁电仪研究了复合薄膜的晶体结构、表面形貌、畴结构、单点压电响... 详细信息

利用脉冲激光分子束外延技术(MBE)在LaAlO3(100)基片上依次沉积了La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)、BaTiO3(BTO)和Bi4Ti3O12(BIT)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、压电力显微镜(PFM)和铁电仪研究了复合薄膜的晶体结构、表面形貌、畴结构、单点压电响应信号以及电滞回线。结果表明所制BIT/BTO铁电复合薄膜沿c轴择优取向生长,其PFM相位曲线的畴翻转特征加之明显的振幅-电压蝴蝶曲线证实了该复合薄膜具有良好的铁电性;在外加8 V电压下BIT/BTO复合薄膜的剩余极化强度(2Pr)为(2.6±0.1)×10–6 C/cm2,而单层BIT和BTO铁电薄膜的2Pr仅为(1.1±0.1)×10–6 C/cm2和(0.3±0.1)×10–6 C/cm2,该现象与复合薄膜的界面效应以及晶体结构畸变有关。

关键词： BIT BTO铁电复合薄膜分子束外延剩余极化强度矫顽场振幅电压蝴蝶曲线畴翻转特征

高压下钼的声子色散的改进分析型嵌入原子法研究

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高压物理学报 2016年第3期30卷 258-264页

作者：张晓军王安祥高宾陈长乐西安工程大学理学院陕西西安710048 西北工业大学陕西省凝聚态结构与性质重点实验室陕西西安710072

应用改进分析型嵌入原子法模型计算了不同高压下金属钼的原子力常数和动力学矩阵,重现了压强下金属钼沿[00ζ]、[0ζζ]和[ζζζ]3个高对称方向上声子色散的实验结果,预测了钼在压强分别为60、80和100 GPa时的声子色散曲线。结果表明:... 详细信息

应用改进分析型嵌入原子法模型计算了不同高压下金属钼的原子力常数和动力学矩阵,重现了压强下金属钼沿[00ζ]、[0ζζ]和[ζζζ]3个高对称方向上声子色散的实验结果,预测了钼在压强分别为60、80和100 GPa时的声子色散曲线。结果表明:压强分别为0.1 MPa、17 GPa和37 GPa时金属钼的声子色散曲线的模拟结果和实验值符合较好,特别在低频附近二者几乎一致,而在布里渊区的边界点附近,两者在数值上略有差异;在压强分别为60、80和100 GPa时所预测的声子色散曲线和常压下声子色散曲线的形状都非常相似;高压下所有振动支的振动频率均高于常压下的振动频率,且振动频率随压强的增大而增大。

关键词：声子色散关系高压数值模拟改进分析型嵌入原子法

Fe_3O_4薄膜的电输运及光诱导特性研究

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物理学报 2011年第2期60卷 638-642页

作者：罗炳成陈长乐谢廉西北工业大学凝聚态物质与结构陕西省重点实验室西安710029

用脉冲激光沉积法在(111)Si衬底上成功制备了高度择优取向的Fe3O4薄膜.电阻-温度关系表明Fe3O4薄膜的Verwey转变(TV)约在122K,低温段(TTV)为小极化子输运.激光作用下的光电导实验发现,在整个温区表现为光致电阻率减小,而且低温段的电阻... 详细信息

用脉冲激光沉积法在(111)Si衬底上成功制备了高度择优取向的Fe3O4薄膜.电阻-温度关系表明Fe3O4薄膜的Verwey转变(TV)约在122K,低温段(TTV)为小极化子输运.激光作用下的光电导实验发现,在整个温区表现为光致电阻率减小,而且低温段的电阻变化率比高温段要大很多.分析认为Fe3O4薄膜的光致电阻率变化主要与激光激发t2g电子的转移有关.

关键词： Fe3O4薄膜小极化子光诱导特性

YMnO_3薄膜的铁电行为及其纳米尺度铁电畴的研究

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物理学报 2014年第18期63卷 425-430页

作者：张润兰邢辉陈长乐段萌萌罗炳成金克新西北工业大学凝聚态结构与性质陕西省重点实验室西安710072 西安科技大学化学与化工学院西安710054

六方YMnO_3是一种特殊的多铁性材料,因其具有介电常数低、单一极化轴、无挥发性元素等特点,在磁电领域具有独特的优势,但目前关于YMnO_3薄膜的铁电性特别是畴结构的研究相对较少.本文采用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上制备了多铁性YMnO_3... 详细信息

六方YMnO_3是一种特殊的多铁性材料,因其具有介电常数低、单一极化轴、无挥发性元素等特点,在磁电领域具有独特的优势,但目前关于YMnO_3薄膜的铁电性特别是畴结构的研究相对较少.本文采用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上制备了多铁性YMnO_3薄膜,利用掠入射X-射线衍射、原子力显微镜对薄膜的结构及表面形貌进行了分析,用压力显微镜(PFM)技术研究了纳米尺度畴结构及微区电滞行为,并通过I-V,P-E曲线进一步研究了薄膜的漏电流和宏观电滞行为.结果表明,该薄膜为六方钙钛矿结构,YMnO_3晶粒大小均匀并且结晶性较好,薄膜表面粗糙度为7.209 ***图显示出清晰的电畴结构,结合典型的微区振幅蝴蝶曲线和相位电滞回线,证实该YMnO_3薄膜具有较好的铁电性.由于受内建电场的作用,振幅曲线和相位曲线都向正向偏移,表现出非对称特征.该薄膜的漏电流密度低于10^(-6)A·cm^(-2),因而其电滞回线基本能够达到饱和.

关键词： YMnO3 铁电性压电力显微镜

BaTiO_3/p-Si异质结的整流特性和光诱导特性的研究

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物理学报 2013年第14期62卷 415-418页

作者：杨世海金克新王晶罗炳成陈长乐西北工业大学凝聚态结构与性质陕西省重点实验室空间应用物理与化学教育部重点实验室西安710072

利用脉冲激光沉积法成功制备了BaTiO3/p-Si异质结,该异质结在80—300K显示出了良好的整流特性和光诱导特性.开启电压随着温度的升高而逐渐降低.利用不同频率的光子辐照样品,观察到明显的光电导效应.且随着照射光子能量的增大,结电流也... 详细信息

利用脉冲激光沉积法成功制备了BaTiO3/p-Si异质结,该异质结在80—300K显示出了良好的整流特性和光诱导特性.开启电压随着温度的升高而逐渐降低.利用不同频率的光子辐照样品,观察到明显的光电导效应.且随着照射光子能量的增大,结电流也相应变大,光诱导效应越明显.BaTiO3薄膜电阻-温度(R-T)曲线显示氧缺陷条件下BaTiO3薄膜具有良好的半导体特性.

关键词：异质结光诱导效应 BaTiO3薄膜

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碳掺杂BaTiO_3的电子结构和磁性研究

物理学报 2012年第24期61卷 451-456页

作者：谭兴毅陈长乐金克新高雁军湖北民族学院理学院恩施445000 西北工业大学凝聚态结构与性质陕西省重点实验室西安710129

基于密度泛函理论,从头计算了C间隙和替位氧掺杂立方结构BaTiO3的电子结构和磁学性质.结果表明C掺杂BaTiO3在自旋极化状态下的总能量比自旋非极化状态下的总能量小,说明C掺杂BaTiO3的基态具有铁磁性.从态密度和自旋电子密度分布可知,C位... 详细信息

基于密度泛函理论,从头计算了C间隙和替位氧掺杂立方结构BaTiO3的电子结构和磁学性质.结果表明C掺杂BaTiO3在自旋极化状态下的总能量比自旋非极化状态下的总能量小,说明C掺杂BaTiO3的基态具有铁磁性.从态密度和自旋电子密度分布可知,C位于BaTiO3间隙的磁性机理和过渡金属掺杂半导体产生磁性的机理类似;C替位掺杂BaTiO3体系磁性源于未配对的C2p电子.

关键词：第一性原理电子结构磁学性质

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镁基合金自由枝晶生长的相场模拟研究

物理学报 2015年第6期64卷 30-38页

作者：段培培邢辉陈志郝冠华王碧涵金克新西北工业大学应用物理系陕西省凝聚态结构与性质重点实验室西安710129

利用定量相场模型,以Mg-0.5 wt.%Al合金为例模拟了基面((0001)面)内镁基合金的等温自由枝晶生长过程.通过研究该合金体系数值模拟的收敛性,获得了最优化值耦合参数λ=5.5及网格宽度△x/W_0=0.4,并在该参数下系统研究了各向异性强度和过... 详细信息

利用定量相场模型,以Mg-0.5 wt.%Al合金为例模拟了基面((0001)面)内镁基合金的等温自由枝晶生长过程.通过研究该合金体系数值模拟的收敛性,获得了最优化值耦合参数λ=5.5及网格宽度△x/W_0=0.4,并在该参数下系统研究了各向异性强度和过饱和度对枝晶尖端生长速度、尖端曲率半径、Peclet数及稳定性常数σ~*的影响.结果表明,由微观可解性理论得到的稳定性系数σ~*与ε_6拟合值σ~*∝ε_6^(1.81905),更接近理想值σ~*(ε_6)∝ε_6^(1.75).此外,当过饱和度Ω0.6时,稳定性系数σ~*随着ε_6的增加而减小.这反映了枝晶的生长由扩散控制向动力学控制的转变.随着过饱和度的增加,枝晶形貌由雪花状枝晶向圆状枝晶转变.

关键词：相场模拟镁基合金枝晶生长

顺磁性La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3层对Bi_(0.8)Ba_(0.2)FeO_3薄膜多铁性能的影响

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物理学报 2016年第11期65卷 212-219页

作者：刘恩华陈钊温晓莉陈长乐西北工业大学理学院应用物理系教育部空间应用物理与化学重点实验室西安710072 西北工业大学材料学院凝固技术国家重点实验室西安710072

界面效应在提升异质结构材料的多铁性能方面有着重要的作用.本文采用脉冲激光沉积技术在SrTiO_3(STO)基片上制备了Bi_(0.8)Ba_(0.2)FeO_3(BBFO)/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)异质结.X-射线衍射图谱表明异质结呈现单相外延生长,利用高分... 详细信息

界面效应在提升异质结构材料的多铁性能方面有着重要的作用.本文采用脉冲激光沉积技术在SrTiO_3(STO)基片上制备了Bi_(0.8)Ba_(0.2)FeO_3(BBFO)/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)异质结.X-射线衍射图谱表明异质结呈现单相外延生长,利用高分辨透射电镜进一步证实了BBFO为四方相结构.X-射线光电子能谱证实异质结中只存在Fe^(3+)离子,没有产生价态的变化,揭示了异质结铁电和铁磁性的增强与BBFO/LSMO的界面有关.同时,测试了磁电阻(MR)和磁介电(MD),当磁场强度为0.8 T,温度为70 K时,MR约为-42.2%,M D约为21.2%.并且发现在180 K时出现磁相的转变.实验结果揭示出异质界面效应在提升材料的多铁性和磁电耦合效应方面具有超常的优点,是加快多铁材料实际应用的有效途径.

关键词：多铁性磁电阻磁介电界面效应

La_(0.88)Te_(0.12)MnO_3/Si异质结的整流和光伏特性研究

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物理学报 2011年第6期60卷 628-632页

作者：陈鹏金克新陈长乐谭兴毅西北工业大学凝聚态结构与性质陕西省重点实验室西安710072

采用脉冲激光沉积法制备了La0.88Te0.12MnO3(LTMO)/Si异质结,该异质结具有光生伏特效应和良好的整流特性.光生电压在394μs的时间内很快增加到最大值然后逐渐减小.在T=80K时,光生电压的最大值大约是13.7mV.随着温度的升高,热涨落致使光... 详细信息

采用脉冲激光沉积法制备了La0.88Te0.12MnO3(LTMO)/Si异质结,该异质结具有光生伏特效应和良好的整流特性.光生电压在394μs的时间内很快增加到最大值然后逐渐减小.在T=80K时,光生电压的最大值大约是13.7mV.随着温度的升高,热涨落致使光生电压最大值总体呈现减小趋势,而且是非线性减小,这主要是由LTMO层发生金属绝缘体转变而导致的LTMO层能带结构的变化引起的.

关键词：异质结光生伏特效应电子掺杂