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物理学报 2022年第12期71卷 272-282页

作者：吴帆帆季怡汝杨威张广宇中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

二硫化钼是一种层状的过渡金属硫族化合物半导体,它在二维自旋电子学、谷电子学及光电子学领域有很多的应用.本综述以二硫化钼为代表,系统介绍其单层、双层及转角双层的堆垛和能带结构;介绍了转角双层莫尔超晶格的制备方法、以及低温电... 详细信息

二硫化钼是一种层状的过渡金属硫族化合物半导体,它在二维自旋电子学、谷电子学及光电子学领域有很多的应用.本综述以二硫化钼为代表,系统介绍其单层、双层及转角双层的堆垛和能带结构;介绍了转角双层莫尔超晶格的制备方法、以及低温电学输运方面的实验进展,例如超导和强关联现象;分析了转角过渡金属硫化物莫尔超晶格在优化接触和样品质量等方面存在的一些挑战,并展望该领域未来的发展.

关键词：二硫化钼能带结构低温输运莫尔超晶格

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有机朗肯循环回收工业余热于集中供热的应用

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热能动力工程 2019年第6期34卷 22-28页

作者：宫志达蔺新星李惟毅高岩中低温热能高效利用教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 绿色建筑与节能技术北京市重点实验室(北京建筑大学) 北京100044

为回收工业余热并缓解集中供热供需矛盾,利用TRNSYS软件开发了全新的有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)组件:工质泵、膨胀机、蒸发器和冷凝器,并与TRNSYS已有模块连接,搭建了回收125℃工业余热为北京地区4幢地板辐射采暖建筑供... 详细信息

为回收工业余热并缓解集中供热供需矛盾,利用TRNSYS软件开发了全新的有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)组件:工质泵、膨胀机、蒸发器和冷凝器,并与TRNSYS已有模块连接,搭建了回收125℃工业余热为北京地区4幢地板辐射采暖建筑供热的动态系统模型。对比分析了系统两种运行模式,其一ORC低温余热经12 km管道输配后进行供热,其二在供热季工业余热不经ORC回收而直接为建筑供热。研究表明:2种运行模式均可使目标建筑维持在标准温度范围内,而第1种运行方式效益更高,其年净输出功可达116 280 kW·h,并且由于经过ORC设备后的低温热水与土壤温差降低,每年在长距离热量输运中可避免956 000 kW·h的热量损失。根据文献及市场价格,该技术路线的投资回收期为5 a。

关键词：有机朗肯循环集中供热工业余热低温输运动态仿真

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石墨烯量子点器件的制备与输运研究

石墨烯量子点器件的制备与输运研究

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作者：黄治浩湘潭大学

学位级别：硕士

量子点体系作为量子计算体系的一员由于其扩展性比较强,日益受到重视。通过自旋态的控制,半导体量子点体系有望制备成量子计算所需要的半导体芯片。本文以石墨烯材料为基础,加工制备了量子点器件,研究了石墨烯量子点的基本输运性质,使用... 详细信息

量子点体系作为量子计算体系的一员由于其扩展性比较强,日益受到重视。通过自旋态的控制,半导体量子点体系有望制备成量子计算所需要的半导体芯片。本文以石墨烯材料为基础,加工制备了量子点器件,研究了石墨烯量子点的基本输运性质,使用CVD和机械剥离两种石墨烯进行了石墨烯量子点器件的制备,针对两种方式的石墨烯设计了不同的实验方案,对量产量子点器件进行了尝试。通过低温测试研究了石墨烯量子点的基本性质。在量子点器件制备之前我们通过拉曼光谱研究了受电子束辐照后,石墨烯在空气中的电学性质变化,为优化量子器件制备工艺,合理设计实验做了前期准备。文章内容主要有:1、通过拉曼光谱分析了石墨烯受电子束辐照后其电学性质随放置环境、时间的变化。实验中我们研究了辐照后石墨烯的电学性质与拉曼光谱性质。结果表明单层石墨烯易受到电子束辐照的影响。石墨烯拉曼光谱中D峰的出现表明电子束辐照在石墨烯晶格中引入了缺陷。石墨烯的载流子类型和电学电阻率通过电子束辐照能大范围的改变。这说明电子束辐照可以作为一种新的缺陷工程方法来改变石墨烯的性质。实验结果对包含电子束辐照的石墨烯纳米器件的制备和测量（如扫描电镜与电子束曝光）有很重要的指导意义,也为优化制备量子点器件实验步骤和工艺做了铺垫。2、通过大量实验获得了用电子束曝光制备量子点的工艺参数,如:束流、写场、调焦、剂量、临近效应的补偿。实现了20 nm量级以下的曝光精度和高达4:1的深宽比,为精确可控制备量子点结构打下基础。3、基于CVD石墨烯,结合紫外光刻与电子束光刻技术制备了石墨烯量子点器件。实验使用光刻、电子束蒸镀、氧等离子刻蚀、电子束曝光、反应离子刻蚀、引线等工艺来完成器件的制备,获得了成功制备量子点的关键参数,如:紫外光刻曝光时间、对准精度和显影时间,电子束蒸镀速率,氧等离子刻蚀功率,刻蚀时间,反应离子刻蚀时间,气体选择比,功率,和电子束光刻调试参量等。实现了石墨烯量子点的可控制备,并对量产石墨烯量子点器件进行了尝试。4、基于机械剥离的石墨烯用电子束曝光方法加工制备了石墨烯量子点器件,筛选出了势垒沟道电阻在25.8 k?至1000 k?的量子点器件,在低温下对它们进行了测试,实验测得了库仑阻塞效应和库仑菱形图,从中筛选出了合乎要求的石墨烯量子点器件。

关键词：石墨烯拉曼光谱量子点器件电子束光刻低温输运

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磁性掺杂拓扑绝缘体输运性质的研究

磁性掺杂拓扑绝缘体输运性质的研究

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作者：葛俊南京大学

学位级别：硕士

拓扑绝缘体(topological insulators)是一种具有奇特量子特性的新型材料,在凝聚态物理研究方向上是一大热点。因其具有绝缘的体态和金属性的表面态的奇特电子结构而备受关注。从最初发现HgTe量子阱到现在三维拓扑绝缘体,从二元到如今的... 详细信息

拓扑绝缘体(topological insulators)是一种具有奇特量子特性的新型材料,在凝聚态物理研究方向上是一大热点。因其具有绝缘的体态和金属性的表面态的奇特电子结构而备受关注。从最初发现HgTe量子阱到现在三维拓扑绝缘体,从二元到如今的四元,拓扑绝缘体在许多物理理论上得到充分的研究。2012年量子反常霍尔效应在拓扑绝缘体上得到了实验的证实,使得拓扑绝缘体的研究再一次突飞猛进,并且在物理学一些前沿问题上被看作是一个有效的实验材料。我们的实验工作主要围绕制备高质量的三维拓扑绝缘体以及研究其输运性质为主。通过过渡金属的掺杂,制备磁性拓扑绝缘体也是研究的一大热点。本实验是通过熔融结合退火的方法制备出Fe掺杂的Bi2Se3拓扑绝缘体材料。通过X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、超导量子干涉仪(SQUID)、电感耦合等离子发射质谱仪(ICP)、物性综合测量系统(PPMS)等手段对样品进行表征和研究,得出下列结果：1、通过结合熔融法与退火工艺的技术制备Fe掺杂Bi2Se3材料,采用ICP测试分析样品实际结构化学比,Fe掺杂量大约为10%;2、通过XRD、 Raman、 SQUID等方法表征样品结构性质与质量。我们发现样品掺杂并不均匀,并且分析XRD数据发现可能存在多晶。3、然后,通过PPMS测试系统对样品进行低温输运测量,观察其量子特征,分析材料载流子活动与特性。从数据分析看,我们制备的样品呈现金属性的变温曲线,并且通过SQUID测试样品明显呈现一个相对弱的铁磁性。另外,我们还观察到了量子霍尔平台和SdH振荡等量子现象。通过分析,我们并不认为其是一个三维拓扑表面态的贡献,实验数据分析得到一个值为零的贝里相位,以及一个大的有效质量等都说明了该样品的低温输运过程是一个二维的体态电子输运过程。

关键词：拓扑绝缘体低温输运量子特性

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