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Heusler合金Co_2TiSn的磁性与输运性能

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物理学报 2005年第10期54卷 4879-4883页

作者：张炜千正男隋郁刘玉强苏文辉张铭柳祝红刘国栋吴光恒哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术中心哈尔滨150001 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100080

通过对Heusler合金Co2TiSn磁性和输运性能的实验研究,发现低场中Co2TiSn呈现出亚铁磁性;电阻和霍尔电阻率在温度低于8K时均出现异常.同时分析了电输运的散射机制,并对反常霍尔效应产生的机制进行了探讨.

关键词： Heusler合金磁性输运性能亚铁磁性合金反常霍尔效应散射机制同时分析电阻率电输运

纳米脱溶相改善铋系2223银包套带材磁场下的输运性能

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低温物理学报 1999年第5期21卷 346-350页

作者：赵兵万星拱宋文海蒲明华黄卫东吴兴才孙玉平杜家驹中国科学院固体物理研究所!合肥230031

通过后期的氧气氛退火工艺，在Ｂｉ２２２３／Ａｇ包套带材中引入纳米脱溶相，使得材料磁通钉扎能力显著提高，改善了输运性能．ＸＲＤ和ＳＥＭ分析表明退火过程中，从（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３基体晶粒内脱溶出的细小第二相粒子... 详细信息

通过后期的氧气氛退火工艺，在Ｂｉ２２２３／Ａｇ包套带材中引入纳米脱溶相，使得材料磁通钉扎能力显著提高，改善了输运性能．ＸＲＤ和ＳＥＭ分析表明退火过程中，从（Ｂｉ，Ｐｂ）２２２３基体晶粒内脱溶出的细小第二相粒子．钉扎力的标度表明这些细小的纳米脱溶相在材料中引入额外的钉扎中心，提高了材料的磁通钉扎能力

关键词：脱溶输运性能带材铋系磁通钉扎氧气氛退火时间钉扎力钉扎中心磁场电磁场包套第二相粒子纳米

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离子束沉积PdC_x纳米结构及其输运性能

微纳电子技术 2010年第4期47卷 213-216,222页

作者：蒋小松同济大学材料科学与工程学院上海200092

采用离子束沉积方法制备了PdCx纳米结构,并对材料的电子输运性能进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)分析了材料的微观结构和组成,利用原子力显微镜(AFM)分析了纳米结构的尺寸大小,利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM... 详细信息

采用离子束沉积方法制备了PdCx纳米结构,并对材料的电子输运性能进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)分析了材料的微观结构和组成,利用原子力显微镜(AFM)分析了纳米结构的尺寸大小,利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)分析了材料的原子结构。采用电阻桥测试了PdCx纳米结构的电阻,在低温保持器(OXFORD2)中对其电子传输性能进行了测试。X射线能谱仪(EDX)检测结果表明,该纳米结构金属含量低,表现出非金属性。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)检测结果表明,其为PdCx多晶纳米结构,与所观测到的电子输运性能结果一致。

关键词：碳化鈀纳米结构离子束沉积电阻输运性能

离子束沉积PtC_x纳米结构及其输运性能研究

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稀有金属与硬质合金 2010年第3期38卷 22-25,56页

作者：蒋小松同济大学材料科学与工程学院上海200092

采用离子束沉积的方法制备了PtCx纳米结构,并对材料的电子输运性能进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)分析了材料的微观结构和组成,利用原子力显微镜(AFM)分析了纳米结构的尺寸大小,利用高分辨率的透射电子显微镜(T... 详细信息

采用离子束沉积的方法制备了PtCx纳米结构,并对材料的电子输运性能进行了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)分析了材料的微观结构和组成,利用原子力显微镜(AFM)分析了纳米结构的尺寸大小,利用高分辨率的透射电子显微镜(TEM)分析了材料的原子结构。采用电阻桥测试了PtCx纳米结构的电阻,其电子输运性能在低温保持器中进行测试。X射线能谱分析结果表明,由于材料金属含量低而表现出非金属性。高分辨率透射电子显微镜分析结果表明,材料为非晶PtCx纳米结构,与所观察到的输运性能一致。

关键词： PtCx纳米结构离子束沉积输运性能

Mn_(2-x)Fe_xP_(0.48)Si_(0.56)化合物的磁性与输运性能研究

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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2013年第3期42卷 306-309,314页

作者：张天臣宋志强包黎红特古斯内蒙古师范大学物理与电子信息学院内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古呼和浩特010022

利用机械合金化和固态烧结的方法制备了Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物,研究其物相结构、磁热效应和输运特性.XRD和SEM测试结果表明,该系列化合物主相具有Fe2P型六角结构,主相成分基本与配方成分相同.磁性测量... 详细信息

利用机械合金化和固态烧结的方法制备了Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物,研究其物相结构、磁热效应和输运特性.XRD和SEM测试结果表明,该系列化合物主相具有Fe2P型六角结构,主相成分基本与配方成分相同.磁性测量结果表明,该系列化合物经历一级相变过程,随着Fe含量的增加化合物的居里温度和最大磁熵变也增大,电阻率在相变处显示出反常行为.

关键词： MnFe(P,Si)化合物磁热效应输运性能一级相变

Fe、Li共掺杂In2O3基稀磁半导体的局域结构与磁、输运性能

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Fe、Li共掺杂In2O3基稀磁半导体的局域结构与磁、输运性能

作者：张晟荣天津理工大学

学位级别：硕士

本文研究了Fe、Li共掺杂对InO基稀磁半导体薄膜的局域结构、磁输运性能的影响。薄膜是利用射频磁控溅射技术在SiO/Si(100)与超白玻璃基片表面沉积的。通过XRD、XPS、XAFS、R-T、Hall、MR、SQUID等性能分析方法与结构表征手段对样品进行... 详细信息

本文研究了Fe、Li共掺杂对InO基稀磁半导体薄膜的局域结构、磁输运性能的影响。薄膜是利用射频磁控溅射技术在SiO/Si(100)与超白玻璃基片表面沉积的。通过XRD、XPS、XAFS、R-T、Hall、MR、SQUID等性能分析方法与结构表征手段对样品进行了系统的研究,得出以下研究结果:1、利用射频磁控溅射技术制备了不同Li掺杂浓度的(InLiFe)O薄膜样品。XRD结果表明Li离子很好的进入了InO的晶格并引起了晶胞的收缩,体系中并无Fe、Li相关单质相或氧化物第二相的存在。XPS结果表明,Fe是以+2价和+3价混合价态存在于样品中,且体系中存在大量氧空位缺陷。XAFS分析结果表明Fe是以替位In的形式进入InO的晶格,Li掺杂浓度的增加并没有改变掺杂Fe的局域环境。Hall测试结果表明薄膜的载流子浓度随Li掺杂浓度的增加而减小,这是由于p型Li的替位掺杂会引入空穴来补偿样品中n型氧空位提供的电子,进而降低样品的载流子浓度以及增大电阻率。R-T测试表明薄膜中存在金属-半导体转变的输运行为,且随着Li掺杂浓度的增加,半导体导电行为逐步变得明显,且电子传导机制能很好地用Mott变程跃迁机制解释。磁电阻(MR)测试结果表明,在测试温度下,样品皆表现为负磁阻现象,且随着Li掺杂浓度的增加,负磁电阻有变为正磁电阻的趋势。磁性测量表明Li的掺杂能够明显提高体系铁磁性。Li原子与相邻的O原子间的轨道杂化作用可用来解释样品室温铁磁性的提高。2、利用射频磁控溅射技术制备了不同Fe掺杂浓度的(InFeLi)O薄膜样品。XRD分析结果表明Fe、Li共掺杂InO薄膜样品依旧表现为InO的立方方铁锰矿结构。XAFS分析结果表明薄膜中Fe元素是以+2和+3价的混合氧化态形式存在的,且Fe离子替位了InO中的In位置。Hall以及R-T测试表明,共掺杂薄膜的载流子浓度随着Fe掺杂浓度的增加而减小,电导机制能很好地用低温区的Mott变程跃迁机制以及高温区的硬带跃迁机制解释,显示了载流子强的局域特性。MR测试结果表明,10K温度下,随着Fe的掺杂,样品磁电阻实现了由负磁阻向正磁阻的转变,Fe的掺杂浓度与测试的温度可以影响正负磁阻对样品的贡献程度。样品全部表现出本征的室温铁磁性,饱和磁化强度M先增加后降低。O空位和Fe离子周围的强晶格畸变与铁磁性的产生存在密切的关系。

关键词： In2O3 Fe、Li共掺杂局域结构铁磁性输运性能

氧吸附和拓扑缺陷对碳纳米管电子输运性能的影响

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氧吸附和拓扑缺陷对碳纳米管电子输运性能的影响

作者：梁君武湖南大学

学位级别：硕士

由于传统微电子技术接近其物理极限以及微加工技术的发展,纳电子学的研究日益得到重视。其中单壁碳纳米管(SWCNTs)以其准—维的分子结构和奇特的电学性能备受瞩目。实验和理论研究表明,表面吸附效应和拓扑缺陷效应对SWCNTs的电学性能有... 详细信息

由于传统微电子技术接近其物理极限以及微加工技术的发展,纳电子学的研究日益得到重视。其中单壁碳纳米管(SWCNTs)以其准—维的分子结构和奇特的电学性能备受瞩目。实验和理论研究表明,表面吸附效应和拓扑缺陷效应对SWCNTs的电学性能有着重要的影响。本文以此为切入点,详细地研究了氧吸附和拓扑缺陷对SWCNTs的电子输运性能的影响。运用密度泛函理论,对氧吸附在半导体型SWCNTs的束缚能、吸收光谱以及能带结构进行了详细研究。经过对不同的物理吸附模型进行结构驰豫后,发现氧分子将优先吸附在六元碳环的内侧,其束缚能、本征光吸收峰以及杂质吸收峰的位置与实验结果一致。能带结构表明,氧的掺杂子能带出现在费米能级处,将可能使SWCNTs出现p型导电行为。吸收光谱解释了光致电导率下降效应依赖于入射光频率的现象。而发生稳定的化学吸附时,半导体型SWCNTs的带隙变窄,能带明显分裂,并且在红外和可见光范围没有光吸收。运用密度泛函结合非平衡格林函数方法,对含有Stone—Wales缺陷的(5,5)金属型SWCNTs的电子态密度和输运性能进行了研究。结果表明,由两个五元环—七元环(5-7)拓扑缺陷对构成的Stone—Wales形变使价带和导带中出现缺陷态,导致相应能级的电子散射。由于管束效应,在费米能级处出现了赝隙,并在透射概率曲线中造成陡峭的透射凹谷。对含一个5-7拓扑缺陷对的(7,0)-(6,0)SWCNT异质结的电子结构和输运性能进行了研究。从局域态密度(LDOS)研究发现,在界面附近存在指数衰减的金属诱生能隙态,在价带顶和导带底附近出现定域的缺陷态。在低温区域,定域态的相位相干效应造成态密度有规律地振荡,极大地影响了相应能态的透射概率,解释了SWCNTs管束出现反常的电阻温度系数的实验现象。外加偏压时,由于两个缺陷峰的散射作用不同而使Ⅰ-Ⅴ曲线呈现非线性不对称的特征。

关键词：单壁碳纳米管电子结构输运性能氧吸附拓扑缺陷

共掺杂In2O3基稀磁半导体的局域结构、输运性能及磁性的研究

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共掺杂In2O3基稀磁半导体的局域结构、输运性能及磁性的研究

作者：杨冬燕天津理工大学

学位级别：硕士

本论文利用射频磁控溅射方法,在Si O2/Si(100)及超白玻璃衬底上沉积了Fe/Sn、Fe/Mg及Mn/Mg共掺杂In2O3稀磁半导体薄膜。利用XRD、XPS、XAFS、SQUID、Hall、R-T、M-R及U-V等结构表征和性能测试方法系统地研究了In2O3基稀磁半导体的结构... 详细信息

本论文利用射频磁控溅射方法,在Si O2/Si(100)及超白玻璃衬底上沉积了Fe/Sn、Fe/Mg及Mn/Mg共掺杂In2O3稀磁半导体薄膜。利用XRD、XPS、XAFS、SQUID、Hall、R-T、M-R及U-V等结构表征和性能测试方法系统地研究了In2O3基稀磁半导体的结构与磁输运性能,获得如下结果:1、制备了Fe/Sn共掺杂In2O3薄膜。XRD结果显示所有样品为立方方铁锰矿结构,没有出现Fe、Sn团簇及其氧化物等第二相。XPS分析表明,样品中Fe存在形式为+2价和+3价的混合态,Sn的存在形式为+4价。组合同步辐射XANES实验谱以及多重散射理论计算表明,Fe离子替位In1位置,且第一近邻壳层存在2个氧空位。所有薄膜样品都表现为半导体的导电特性,载流子浓度随着Fe掺杂浓度的升高而降低,电阻率则增加。导电机制在低温区符合Mott变程跃迁,而高温区符合硬带跃迁,说明载流子有强局域性。磁电阻(MR)测试表明,具有低Fe掺杂浓度的薄膜在10K5K表现为负磁阻;当Fe的掺杂浓度达到x=0.07,0.085后,在10K低温时,出现正磁阻,随着温度的升高又转变为负磁阻。所有薄膜样品都具有RT FM,且随着Fe掺杂浓度的升高,Ms逐渐降低。Fe离子周围的强晶格畸变和Vo为本征RT FM产生的重要原因。2、Fe/Mg共掺杂In2O3样品为方铁锰矿结构,没有出现Fe、Mg团簇及其氧化物第二相。Fe以+2和+3混合价态替代In2O3晶格中的In1位置,且第一近邻壳层存在氧空位。当薄膜中Fe掺杂浓度x=0.02时,在191K左右导电机制有半导体特性转变为金属导电特性,其它掺杂浓度的薄膜全表现为半导体的导电特性,载流子浓度随着Fe掺杂浓度的升高逐渐降低,而电阻率则逐渐升高。在低温区其导电机制由Mott变程跃迁主导,在高温区则由硬带跃迁主导。随着Fe掺杂浓度的升高,薄膜的磁电阻由负磁阻逐渐向正磁阻转变;且当Fe掺杂浓度较高时,薄膜的磁电阻随着温度的升高由正磁阻向负磁阻转变,直至消失。磁电阻的存在以及正负磁阻的贡献与Fe掺杂浓度、温度有强关联。样品的透光率随Fe掺杂浓度的升高而逐渐降低,禁带宽度逐渐减小。所有样品都有本征RT FM,且Ms随着Fe掺杂浓度的增加而先升高后降低。铁磁性的产生与Fe离子周围的强晶格畸变和O空位有十分密切的关系。3、Mn/Mg共掺杂In2O3样品为方铁锰矿结构,Mn以Mn2+离子形式替代In1的位置,且近邻壳层存在Vo,样品中未出现Mn团簇及其氧化物第二相。所有薄膜样品全表现为半导体的导电特性,载流子浓度随着Mn掺杂浓度的增加而逐渐降低,电阻率则逐渐升高。低温时,薄膜导电机制与Mott变程跃迁相符;高温时,与硬带跃迁相符。样品的透射率随着Mn掺杂浓度的升高而降低,且吸收边位置发生红移现象,禁带宽度减小。所有薄膜样品都具有本征RT FM,Ms随Mn掺杂含量先降低后升高。Mn离子周围的强晶格畸变与Vo是铁磁性产生的主要原因。

关键词： In2O3 局域结构磁电阻磁性输运性能

掺杂SiC稀磁半导体的结构、磁性和输运性能研究

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掺杂SiC稀磁半导体的结构、磁性和输运性能研究

作者：金鑫天津理工大学

学位级别：硕士

近年来,稀磁半导体(DMS)由于可同时利用电子的自旋和电荷性质开发新型电子器件而获得了极大关注,研究表明在禁宽带半导体中可获得室温铁磁性(RTFM),且其居里温度(Tc)随着带隙宽度的增加而增加。Si C作为宽禁带半导体之一,由于其良好的... 详细信息

近年来,稀磁半导体(DMS)由于可同时利用电子的自旋和电荷性质开发新型电子器件而获得了极大关注,研究表明在禁宽带半导体中可获得室温铁磁性(RTFM),且其居里温度(Tc)随着带隙宽度的增加而增加。Si C作为宽禁带半导体之一,由于其良好的物理特性,在抗高温、高频率、大功率半导体器件应用方面具有巨大的应用潜力,但目前在Si C稀磁半导体的研究方面还不深入,因此开展Si C稀磁半导体的研究不论在理论上还是在应用上都具有重要意义。本文采用磁控溅射方法制备出了Ni单掺杂以及Ni/N、Ni/Al共掺杂Si C稀磁半导体薄膜并对其局域结构、磁性、输运性能进行了研究。研究了退火温度及Ni单掺杂浓度对Si C薄膜的结构、磁性和输运性能的影响。制备态薄膜退火后形成了3C-Si C晶体结构。800℃退火后,没有发现其中存在金属Ni和Ni相关的第二相,掺杂的Ni原子进入3C-Si C晶格并取代C位。1200℃退火后,薄膜的结晶质量明显提高,但有Ni2Si第二相析出。掺杂的Ni原子以Ni2+离子态存在于制备态和退火态薄膜中,所有薄膜都具有p型半导体导电特征。对于制备态和800℃退火态薄膜,其输运机制由Mott变程跃迁机制主导。对于1200℃退火态薄膜,在低温区其输运机制由Mott变程跃迁机制主导,在高温区由硬带跃迁机制主导。所制备的薄膜都具有室温铁磁性,并且随退火温度升高和Ni掺杂浓度增加都提高薄膜饱和磁化强度,其室温铁磁性是薄膜中的缺陷形成的束缚磁极子所导致。研究了退火温度及掺杂浓度对Ni、N共掺杂Si C薄膜的结构、磁性和输运性能的影响。制备态薄膜退火后形成了3C-Si C晶体结构。800℃退火态后,薄膜中不存在金属Ni/N和Ni/N相关的第二相。掺杂的Ni原子以进入3C-Si C晶格并取代C位。薄膜经过1200℃退火后,薄膜的结晶质量明显提高,但有Ni2Si第二相析出。N掺杂对3C-Si C晶体结构的形成有抑制作用。掺杂的Ni原子和N原子分别以Ni+2和N3-离子态存在于制备态和退火态薄膜中,N掺入使薄膜的导电类型由p型转变为n型。对于制备态薄膜,其输运机制由Mott变程跃迁机制主导。对于800℃退火态和1200℃退火态薄膜,在低温区其输运机制由Mott变程跃迁机制主导,在高温区其输运机制由硬带跃迁机制主导。N掺入使薄膜的载流子的局域化减弱,束缚磁极子有效半径变大,增强薄膜铁磁性。所有的薄膜都具有室温铁磁性,并且退火温度的升高和N掺杂浓度的提高都提高薄膜的饱和磁化强度,其室温铁磁性是薄膜中的缺陷形成的束缚磁极子和N与硅空位的相互作用导致的结果。研究了退火温度及掺杂浓度对Ni、Al共掺杂Si C薄膜的结构、磁性和输运性能的影响。制备态薄膜退火后形成了3C-Si C晶体结构。800℃退火后,没有发现其中存在金属Ni和Ni相关的第二相,掺杂的Ni原子进入3C-Si C晶格并取代C位。1200℃退火后,薄膜的结晶质量明显提高,但有Ni2Si第二相析出。在Al掺杂浓度高于2at%的1200°C退火态薄膜中出现了Al9Si第二相。Al掺杂对3C-Si C晶体结构的形成有稳定作用。掺杂的Ni原子以Ni+2离子态存在于制备态和退火态薄膜中。掺杂的Al原子在制备态薄膜中有极少部分以Al团簇存在,大部分已Al3+形式存在,对于退火态薄膜,Al团簇消失,Al原子以Al3+形式存在于薄膜中。所有薄膜都具有p型半导体导电特征,Al掺杂提高了空穴载流子浓度。但Al9Si第二相的析出使空穴载流子浓度有所下降,但仍比单掺Ni的空穴载流子高。对于制备态和800℃退火态薄膜,其输运机制由Mott变程跃迁机制主导。1200℃退火态薄膜,在低温区其输运机制由Mott变程跃迁机制主导,在高温区其输运机制由硬带跃迁机制主导。所有的薄膜都具有室温铁磁性,并且退火温度的升高和Al掺杂浓度的提高都提高薄膜的饱和磁化强度,其室温铁磁性是薄膜中的缺陷形成的束缚磁极子所导致。

关键词： SiC 元素掺杂局域结构磁性输运性能