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稀土(Sm，Gd，Dy)代换镧对La0．7Sr0．3MnO3磁电性质的影响及室温CMR的增强

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中国稀土学报 2008年第5期26卷 640-646页

作者：宋启祥彭振生严国清毛强王闻琦宿州学院自旋电子与纳米材料安徽省重点实验室安徽宿州234000 中国科学技术大学结构分析重点实验室安徽合肥230026

用固相反应法制备了La0.7-xSmxSr0.3MnO3,La0.7-xGdxSr0.3MnO3和La0.7-xDyxSr0.3MnO3(x=0.00,0.10,0.20,0.30)系列样品。通过M-T曲线,ρ-T曲线,研究了用稀土离子代换La对La0.7Sr0.3MnO3磁电性质和磁电阻的影响。结果表明:稀土离子代换La引起的晶格畸变和稀土离子的额外磁性对钙钛矿锰氧化物的磁电性质影响很大;稀土离子代换La是改变钙钛矿锰氧化物居里温度和增强MR的有效途径;适量稀土离子代换La可以在室温附近产生大的磁电阻。

关键词：磁电性质庞磁电阻居里温度稀土离子代换镧钙钛矿锰氧化物稀土

Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基新型稀磁半导体磁电性质的研究进展

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功能材料 2021年第2期52卷 2057-2065页

作者：李越陈婷叶燕丁守兵毋志民重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室重庆401331

稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductor,DMS)是一种兼具半导体性与磁性且具有优异独特磁光、磁电功能的新型半导体材料。首先介绍了DMS的研究进展及其分类,重点阐述了Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基DMS的磁电性质,在实验方面和理论计算方面所取得的... 详细信息

稀磁半导体(Diluted Magnetic Semiconductor,DMS)是一种兼具半导体性与磁性且具有优异独特磁光、磁电功能的新型半导体材料。首先介绍了DMS的研究进展及其分类,重点阐述了Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族基DMS的磁电性质,在实验方面和理论计算方面所取得的研究进展,包括Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族DMS的制备方法、基本磁性质、磁性起源、输运性质及光学性质等。目前已经证实了某些DMS材料的铁磁性起源机制,一些新型DMS材料的最高居里温度(Curie temperature,Tc)已经可以与(Ga,Mn)As相比拟,并克服了传统稀磁半导体难以解决的问题。最后对Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族DMS的发展和应用前景进行了展望。

关键词：新型稀磁半导体 Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族磁电性质 T_(c)调控

一价Na元素对LaMnO3母体A位掺杂的磁电性质的影响

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低温物理学报 2008年第1期30卷 43-48页

作者：唐永刚严国清毛强郭焕银彭振生刘宁合肥230026 宿州学院材料研究室宿州234000中国科技大学结构分析重点实验室宿州学院材料研究室

通过测量La1-xNaxMnO3(x=0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.33)体系的M～T曲线和R～T曲线,研究了La位Na掺杂对体系磁电性质的影响.结果发现:随着Na掺杂浓度的增加,体系居里温度Tc升高,顺磁-铁磁相变逐渐变陡;伴随着顺磁-铁磁相变,体系... 详细信息

通过测量La1-xNaxMnO3(x=0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.33)体系的M～T曲线和R～T曲线,研究了La位Na掺杂对体系磁电性质的影响.结果发现:随着Na掺杂浓度的增加,体系居里温度Tc升高,顺磁-铁磁相变逐渐变陡;伴随着顺磁-铁磁相变,体系发生金属-绝缘体相变,电阻随掺杂浓度增加而下降.体系磁电性质的变化来源于掺杂引起的Mn3+-O-Mn4+间的双交换作用、静态Jahn-Teller畸变和公差因子的变化.

关键词：磁电性质双交换作用静态Jahn-Teller畸变公差因子

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新型稀磁半导体Mn掺LiCaP的磁电性质

原子与分子物理学报 2018年第5期35卷 845-852页

作者：庞星星赵世暖叶丹饶文徐建杜成旭陈婷毋志民重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室重庆401331

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,对纯LiCaP、Mn掺杂LiCaP、Li过量和不足时Mn掺杂LiCaP体系进行几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、能带结构、态密度等.结果表明:Li1±y(Ca1-xMnx) P(x=0. 125,y=0. 125)体... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,对纯LiCaP、Mn掺杂LiCaP、Li过量和不足时Mn掺杂LiCaP体系进行几何结构优化,计算并分析了体系的电子结构、能带结构、态密度等.结果表明:Li1±y(Ca1-xMnx) P(x=0. 125,y=0. 125)体系均表现为100%自旋注入,材料均具有半金属亚铁磁性,半金属性稳定,磁矩较大且主要来源于Mn掺入形成的深能级杂质带. Li过量时材料的导电性得到改善,Li不足时体系的居里温度(Tc)提高,说明LiCaP半导体的磁性和电性可以分别通过Mn的掺入和Li的含量进行调控.

关键词： Mn掺杂LiCaP 磁电性质第一性原理

铁电层厚度对（BiCoO3）n/(La2/3Sr1/3MnO3)1超晶格磁电性质的影响

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原子与分子物理学报 2019年第5期36卷 866-872页

作者：张威张铭郭根材明帮铭北京工业大学材料科学与工程学院

本文利用第一性原理,对由四方相BiCoO3(BCO)和La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)所构造的超晶格的形成能、电子结构与磁电性质进行了系统研究.研究表明,超晶格中BCO层厚度变化可对超晶格的电子结构,及其极化位移与自旋极化率等磁电性质产生重要影响... 详细信息

本文利用第一性原理,对由四方相BiCoO3(BCO)和La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)所构造的超晶格的形成能、电子结构与磁电性质进行了系统研究.研究表明,超晶格中BCO层厚度变化可对超晶格的电子结构,及其极化位移与自旋极化率等磁电性质产生重要影响.特别的,在BiO/MnBO2为界面构型的超晶格中,当BCO侧为一个单胞层时,超晶格表现出半金属性,可获得100%自旋极化率.上述研究结果对于新型自旋电子器件研究具有一定科学意义.

关键词：多铁材料磁电性质超晶格第一性原理计算

高温磁控溅射沉积Fe-N薄膜的磁电性质研究

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热加工工艺 2020年第10期49卷 71-73页

作者：方贺男陈俊霖李影彭祥南京邮电大学电子与光学工程学院江苏南京210023

采用直流磁控溅射的方法,以Ar和N2作为溅射气体,在400℃下于石英玻璃衬底上沉积Fe-N薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、超导量子干涉仪(SQUID)以及I-V曲线测量对薄膜的结构、化学环境、表面形貌以及磁电... 详细信息

采用直流磁控溅射的方法,以Ar和N2作为溅射气体,在400℃下于石英玻璃衬底上沉积Fe-N薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、超导量子干涉仪(SQUID)以及I-V曲线测量对薄膜的结构、化学环境、表面形貌以及磁电性质进行分析。结果表明:样品具有铁磁性,其饱和磁化强度和矫顽力随温度升高而降低;样品具有良好的导电性。

关键词： Fe-N薄膜高温磁控溅射磁电性质

LiXP（X=Zn,Be,Cd）基稀磁半导体的磁电性质研究

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LiXP（X=Zn,Be,Cd）基稀磁半导体的磁电性质研究

作者：杜颖妍重庆师范大学

学位级别：硕士

随着电子器件的微型化接近物理极限,面对日益增长的信息处理和存储要求,如何进一步利用电子的自旋属性成为当前自旋电子学研究的中心问题,而稀磁半导体将微观电子学与自旋相互作用相结合,同时利用电荷自由度和自旋自由度,实现存储和处... 详细信息

随着电子器件的微型化接近物理极限,面对日益增长的信息处理和存储要求,如何进一步利用电子的自旋属性成为当前自旋电子学研究的中心问题,而稀磁半导体将微观电子学与自旋相互作用相结合,同时利用电荷自由度和自旋自由度,实现存储和处理一体化的特点,使其成为了自旋电子学的主导材料,理想的稀磁半导体应具有高于室温的铁磁转变温度以及实现自旋和电荷的分离调控。本文首先通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对Fe掺杂Li Zn P,Mn掺杂LiBeP以及Mn掺杂LiCdP进行了理论计算,研究了各体系的磁电性质,然后实验合成了Mn掺杂LiCdP的多晶材料,测量并分析了其结构、磁性和电性。结果表明:（1）Fe的掺入使体系产生自旋极化杂质带,Fe的3d态与Li2s态,Zn4s态以及P3p态的态密度峰在费米能级处出现重叠,产生sp-d轨道杂化,材料表现出金属性。当Li空位时,根据Zener理论发现少Li可以提高体系的居里温度。而Li填隙时,体系表现为100%自旋极化的半金属材料,表明掺杂体系的磁性和电性可以分别通过Fe的掺入和Li的含量进行调控。（2）Mn掺杂LiBeP的计算结果表明,Mn掺入后,体系形成了较强的共价键Mn-P键,影响着整个体系的电荷分布。当Li不足时,轨道发生了sp-d杂化,体系变为半金属性,说明体系性质受Li计量数的影响,而且通过提高磁性掺杂元素的掺杂浓度,可以增强体系的半金属性。（3）对Mn掺杂LiCdP进行理论计算,结果发现Mn掺杂浓度为6.25%时结构产生自旋极化,体系产生净磁矩。而且对Li不足和Li填隙的的计算发现,这两种体系均表现为半金属性,Li填隙时的半金属带隙值接近了0.5 eV,说明Mn掺杂LiCdP是自旋电子学器件良好的后备材料。（4）通过高温固相法成功制备了Mn掺杂LiCdP的块材,XRD测量结果表明其具有很好的单相结构,晶格常数随掺杂浓度的增加而增大。电性测量发现LiCdP的电阻率随温度的增加而减少,但当Mn掺杂浓度为5%时,材料仍然表现出半导体行为,且由于Mn的掺入电阻明显增大,说明Mn的掺入在体系中形成了局域自旋,磁性测量同样证实了这一现象,且在T=300 K时,观察到了ZFC和FC曲线发生了分离,表明Mn掺LiCdP的居里温度为300 K,具有接近于室温的铁磁转变温度。

关键词：新型稀磁半导体第一性原理居里温度磁电性质

Li（Mg/Cd）P基新型稀磁半导体的磁电性质调控

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Li（Mg/Cd）P基新型稀磁半导体的磁电性质调控

作者：陈婷重庆师范大学

学位级别：硕士

稀磁半导体(diluted magnetic semiconductor,DMS)是把电子的电荷自由度和自旋自由度集于同一基体,使其同时具备半导体材料和磁性材料的优点,而被认为是新一代自旋电子器件的关键材料。利用它的各种特性能够设计出具有体积小、能耗低、... 详细信息

稀磁半导体(diluted magnetic semiconductor,DMS)是把电子的电荷自由度和自旋自由度集于同一基体,使其同时具备半导体材料和磁性材料的优点,而被认为是新一代自旋电子器件的关键材料。利用它的各种特性能够设计出具有体积小、能耗低、超高速、热量少的新型自旋电子器件和各种新型功能器件,能为未来的信息技术和材料领域带来革命性进展。因而,在近年来DMS成为了人们研究的热点。最近的研究发现,Ⅰ-Ⅱ-Ⅴ族LiMgP基和LiCdP基新型稀磁半导体不仅具有自旋和电荷的双重特性,还克服了传统稀磁半导体磁性离子固溶度受限制的问题,这为探索制备出居里温度高于室温的新型稀磁半导体材料提供了方向。本论文先采用第一性原理计算方法对Ni、Fe掺杂LiMgP,Fe掺杂LiCdP进行了理论计算,研究各体系的磁电性质;然后,通过固相反应法制备了Fe掺杂LiCdP的多晶材料,并对其结构和磁电性质进行测量分析,主要研究结果如下:(1)首先,利用第一性原理对不同离子浓度配比的Fe掺杂LiMgP新型稀磁半导体的磁电性质进行研究。发现Fe掺杂LiMgP能够得到性能优良的半金属铁磁体,并且具有大的半金属能隙及可控的电磁性质。纯LiMgP体系中化学键为极化的共价键,Fe的掺入形成了比Mg-P更强的Fe-P共价键,表现出优异的半金属铁磁性且具有大的半金属能隙。Li过量时,形成能最低,结构最稳定,带隙值较单掺Fe时明显减小,而体系的半金属性明显减弱,Fe-P键的重叠电荷布局和体系净磁矩的值最小。Li不足时体系变为金属铁磁性,Fe-P键重叠电荷布局达到最大值0.78,键长达到最小值,体系净磁矩最大。(2)其次,利用第一性原理对Li(Mg,Ni)P新型稀磁半导体的磁电性质进行研究。结果表明,Ni掺入LiMgP形成的体系具有半金属性,轨道发生了sp-d轨道杂化,掺杂体系中Fe、Li含量可实现磁电性质的分离调控。Li空位时半金属能隙最大,为0.32eV,净磁矩为2.78μ,Li填隙时体系表现出金属性。在光学性质上,Ni掺杂后介电函数虚部、复折射率函数和吸收谱的低能区都出现了一个新峰,表明Ni的掺入扩大了体系对低频率电磁波的吸收范围和低能区光电导率的响应范围,并且Ni元素的掺杂使体系的光吸收谱呈现出明显的蓝移特征。(3)最后,对于Fe掺杂LiCdP体系磁电性质进行了研究。第一性原理计算结果表明,Fe掺入LiCdP体系具有明显的自旋极化现象,各种浓度的掺杂体系皆具有净磁矩,Li过量体系呈现出半金属性。此外,通过固相反应法去制备了Fe掺杂LiCdP块材,性质表征发现其确有磁性,且掺杂并未改变样品的晶体结构和空间群,其晶格常数和理论计算的结果相吻合,晶格常数随掺杂浓度的增大而减小。Li(CdFe)P的电阻率随温度的增加而减少,材料表现出半导体行为,实验和计算结果共同表明在LiCdP体系中引入Fe原子可以改善体系的导电性。Li(CdFe)P的磁相转变温度可达260K,矫顽力可达538Oe,样品的最大饱和磁矩随样品浓度的增大而增大。

关键词：稀磁半导体 LiMgP LiCdP 第一性原理磁电性质

六角多铁HoMnO_3的磁电性质及其研究进展

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南通大学学报（自然科学版） 2011年第2期10卷 58-66页

作者：仲崇贵陈强董正超方靖淮南通大学理学院江苏南通226007 南通航运职业技术学院数理部江苏南通226006

六角HoMnO3材料是近年来多铁性磁电材料研究中一个极其重要且具有代表性的材料.文章全面概述了多铁材料HoMnO3的磁电性质以及近年来国内外的相关研究进展,包括HoMnO3的低温自旋交换作用、磁性相变、外加电场诱导的磁化改变、铁电极化机... 详细信息

六角HoMnO3材料是近年来多铁性磁电材料研究中一个极其重要且具有代表性的材料.文章全面概述了多铁材料HoMnO3的磁电性质以及近年来国内外的相关研究进展,包括HoMnO3的低温自旋交换作用、磁性相变、外加电场诱导的磁化改变、铁电极化机理以及由于磁弹、自旋晶格耦合、自旋声子耦合作用导致的巨磁电效应等.重点评述了HoMnO3材料磁电效应产生的物理机制,在此基础上,讨论了应用过程中存在的问题,提出了解决的可能途径.

关键词：六角多铁HoMnO3 磁电性质铁电多铁性材料