一、SrTiO_3单晶中氧缺位对布里渊散射的影响（论文文献综述）
李淑甲[1]（2021）在《高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化》文中研究说明压力可以调节原子间距,加强相邻电子轨道的耦合程度,从而诱导材料的电子自旋状态、电子相互作用、电荷密度分布、能带结构等发生改变,这些微观电子结构的变化都可以通过材料宏观的电输运行为呈现出来。通过施加外部压力,诱导材料的晶体结构和电子结构发生奇异变化和新物象产生,可以极大地拓宽材料研究的维度,对于解决凝聚态物理中一些重要的问题,如对超导电性、拓扑结构、电荷和磁有序等现象的理解也有着十分重要的意义。本论文着眼于压力对材料超导电性、电荷分布和形貌依赖的导电性等几种与电输运有关的特殊性质的影响,基于金刚石对顶砧高压实验装置,利用高压X射线衍射、拉曼散射、电输运测量、电镜等探测技术,对几种代表性材料的高压下电输运和结构的演化行为进行研究,获得了一系列创新研究结果:1、研究了自旋阶梯型铁基化合物Ta Fe1+yTe3在高压下超导性和自旋的演化。在压力作用下,Ta Fe1+yTe3在～3GPa时经历了由反铁磁到铁磁序的自旋翻转,相变时强烈的自旋涨落诱导产生了超导相。铁磁序和超导电性共存至10GPa,之后长程磁有序消失,超导明显增强(Tsc升高),在26GPa出现最大超导转变温度Tsc=6.1K。高压结构研究表明,在Ta Fe1+yTe3中高压在不引起结构变化的情况下能独立调节材料的自旋结构和超导态,材料的磁有序态和超导态之间展现出既共存又相互竞争的复杂关系。我们的发现为理解铁基阶梯化合物中超导、磁性、晶体结构相互作用提供了新的实验依据。2、研究了层状电荷密度波材料1T”-Nb Te2在高压下电荷密度波和结构的演化。通过高压电输运、拉曼光谱、X射线衍射的原位检测,发现材料在20GPa左右出现了电荷密度波的崩溃,导致电子相互作用变弱和材料的能带拓扑结构发生了变化。电荷密度波的崩溃还伴随着晶体结构的变化,层内金属原子的聚合状态由三聚态变成了二聚态,不同于在其他过渡金属硫化物中观察到的压力对层间结构的调制,1T”-Nb Te2中压力是实现了对层内结构的调制,这是此类材料中新的结构相变机制。我们的研究有利于加深压力对二维材料中电荷密度波的调制以及电荷密度波与晶体结构之间的耦合作用的理解。3、对亚微米尺寸的催化材料Cu2O高压下相貌依赖电学性质和力学性质进行了研究。立方体、截角八面体和八面体Cu2O的电学性能表现出不同的压力依赖性,这是由于氧在Cu2O不同晶面上的选择吸附性和压力对材料表面/界面状态的调制共同作用导致的。在0.7-2.2、8.5、10.3和21.6GPa时电阻率的异常变化由压力诱导的结构相变造成。压致纳米化导致在15GPa时立方体和八面体样品,以及20GPa时截角八面体样品电阻率的急剧下降。截角八面体的力学性能优于立方体和八面体,这也为Cu2O在相关条件下的实际应用提供了依据。
张莹莹[2]（2021）在《氧空位对过渡金属掺杂BaSnO3稀磁性能及电子结构的影响》文中认为BaSnO3这一宽带隙、立方钙钛矿材料,不但兼具优异的导电性、透光性以及耐热性,还能跟过渡金属及其他钙钛矿材料很好地兼容。过渡金属元素的引入使其呈现稀磁半导体（DMSs）特性,实现抗磁性向铁磁性的转变。DMSs大都以过渡金属掺杂的形式制得,元素掺杂不但会致使母体材料产生微小晶格畸变,影响材料电子结构,产生丰富的磁光以及光学性质,同时也会引入一些内部缺陷,其中,氧空位最为常见且无法规避。基于此,本文同时开展了基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算以及材料合成实验,分别研究了氧空位对不同过渡金属元素掺杂的BaSnO3体系输运性质以及磁性的影响。研究成果如下:1、Lao.037Ba0.963SnO3体系缺陷形成能的DFT计算结果表明,氧空位是该体系内部最可能产生的内部缺陷。进而,我们研究了不同氧空位浓度对La0.037Ba0.963SnO3体系电子输运性质的影响。DFT计算结果显示,氧空位的引入改变了La0.037Ba0.963STiO3体系的电子结构,在禁带中引入了额外的局域态,这些局域态使得La3+贡献的自由电子被束缚于O和Sn原子的周围,致使材料表现出较差的输运性能。2、我们通过实验以及DFT计算研究了氧空位浓度对Ru0.037Ba0.963SnO3体系磁性的影响趋势,研究结果表明,样品内氧空位浓度的增加,使其铁磁性被削弱。为了研究这一影响趋势产生的原因,我们计算了不同氧空位浓度的Ru0.037Ba0.963SnO3体系的自旋分辨的分态密度（DOS）,结果显示,Ru0.037Ba0.963SnO3晶胞内,氧空位的引入以及氧空位个数的增加使得自旋向上和自旋向下电子态由最初的不对称分布逐渐演变为完全对称分布,这很好地解释了为何Ruo.037Ba0.963SnO3的铁磁性随氧空位浓度增加而降低。根据本文的研究结果,通过优化实验条件来控制材料内的氧空位浓度,材料的铁磁性有望得以提升。3、我们通过实验和DFT计算研究了 Mo掺杂的BaSnO3体系的磁性特征。电子顺磁共振（EPR）数据证明,BaMo0.0625SnO.9375O3-δ材料内存在氧空位,且实验测得的铁磁性明显低于未包含自旋轨道耦合（SOC）的DFT计算结果。因此,在计算BaMo0.0625Sn0.937503-δ材料的分态密度和能带结构的时候,我们考虑了包含于SOC内的小部分轨道贡献。修正后的DFT计算结果表明,随着氧空位浓度的增加,费米能级附近的总态密度显着下降,导带的色散明显降低,同时禁带中还出现了深的局域态。这些结果有助于理解为何具有一定氧空位浓度的BaMo0.0625Sn0.9375O3-δ材料在实验上呈现出较弱的铁磁性。该工作证明,在进行DMSs的磁性研究时,轨道电子态的作用是不容忽视的。
乐天[3]（2020）在《几类超导拓扑材料的点接触谱研究》文中提出随着拓扑材料的发现,拓扑超导体受到越来越多的青睐——因为其存在的Majorana费米子在容错量子计算中可能具有重要的应用价值。一方面,通过将超导近邻效应应用于非平庸拓扑材料或者具有强自旋轨道耦合的半导体,从而在异质结构中寻找拓扑超导电性的相关研究取得了重要进展。另一方面,人们也希望在一些拥有超导电性的非平庸拓扑材料中直接寻找潜在的拓扑超导体。本论文主要利用多种类型的点接触谱测量手段来研究若干具有超导电性的非平庸拓扑材料,以希望发现一些拓扑超导存在的证据。1.第二类Dirac半金属材料PdTe2的超导转变温度Tc～1.6 K,其机械点接触谱和软点接触谱在0.3 K的电导曲线具有重复率极高的双电导峰结构,并且它们都能通过单能隙的s波Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）模型拟合。拟合得到的超导能隙随温度的演化完全符合典型的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）行为,而零温超导能隙Δ0～0.29meV,2Δ0/kBTc=4.15属于强耦合超导范畴。在加磁场的测量中,我们发现很多接触点的超导能隙都会在Hc2I～130 Oe附近突然被抑制,表现出一类超导体的行为,但其它接触点的能隙在磁场中逐渐被抑制到Hc2II～600Oe,表现出二类超导体的行为。这种一类和二类超导体在同一样品中混合共存的行为可能起源于PdTe2中拓扑表面态导致的表面电子自由程分布不均匀性,我们对此作了详细的讨论和分析。2.拥有Dirac节点线的拓扑材料PbTaSe2的超导转变温度Tc～3.8 K,我们主要通过软点接触谱,机械点接触谱,转角点接触谱以及压力点接触谱等方法系统测量了其超导能隙的结构。在软点接触谱与机械点接触谱的对比研究中,我们发现了可能来自于拓扑表面态的表面超导电性。在随后的转角磁阻和转角点接触谱测量中,我们观测到了较为明显的上临界场和点接触谱的二重对称性行为——虽然PbTaSe2本身是六角晶格结构。我们发现这种二重对称性行为一直持续到表面超导的上临界场Hc2R,尽管其体超导电性在体上临界场Hc2H2G<<Hc2R时已经被抑制,这些现象表明该二重对称行为只是来自于表面的向列超导态。此外,在测量能达到的精度范围内,转角比热的数据也并没有观测到体超导部分的各向异性行为。值得注意的是,PbTaSe2中观测到的来自表面的向列超导行为与已报道的拓扑超导候选材料CuxBi2Se3有所不同,后者二重对称性来自于体态超导。结合理论分析,我们发现PbTaSe2中的向列超导电性可能起源于其拓扑表面态自身形成的超导而非体态超导的近邻效应,并且理论预言PbTaSe2表面超导的时间反演对称性破缺现象。我们对PbTaSe2的系统研究有助于进一步认识向列超导电性与拓扑超导的关系。3.我们在拓扑绝缘体Bi2Se3的点接触结构中观测到了脉冲电压诱导的局部超导电性。其超导行为主要体现在点接触谱的零偏压电导峰以及微区电阻测量中的电阻下降行为。同时,我们在超导态也观察到了与CuxBi2Se3类似的向列超导行为,表明可能存在的拓扑超导态。更有意思的是,当Bi2Se3样品经过“热循环”后（样品温度升到高温后再降到低温）,其超导电性居然被抹除。这种现象仅仅出现在Ag-Bi2Se3类型的点接触结构中,其它类似的Au-Bi2Se3,Cu-Bi2Se3,Ti-Bi2Se3类型点接触中均没有观察到,这表明其超导形成的物理机制可能和Ag原子扩散到Bi2Se3的范德瓦尔斯层间有关。
杨欢欢[4]（2019）在《第一性原理研究WO3低指数表面上H2O分子吸附和分解的微观机制》文中指出作为一种宽带隙（2.43.0eV）的半导体,三氧化钨（W03）由于大的比表面积、良好的热稳定性、较易制备和催化效率高等优点,已被广泛研究并应用至气体传感、电致变色、太阳能电池和光催化裂解水等领域,成为一种很有前景的多功能半导体材料。随着新的材料测试技术的不断发展和广泛应用,人们对半导体光催化材料有了更为深入的认识。然而,实验的结果无法原位反映原子级别的光催化反应的信息,制约了对微观反应机理的认识,因此通过计算机模拟了解其晶体结构性质及微观作用机理等就显得尤为重要。本论文通过第一性原理计算的方法,探讨了 W03的不同相的晶体结构和基本性质,以及六方W03晶面效应对水分子吸附和分解的影响,为其实际应用提供理论指导。-首先,基于结构和相关能量的分析,指出W06八面体的畸变是α-，β-γ-和ε-WO3的晶格稳定性提高的主要来源,而WO6八面体倾斜是次要因素。偶极矩的计算结果表明,β-到γ-W03的相变产生了反铁电性到铁电性的改变,沿x和y方向产生了八面体的扭曲;分析了六种相的能带结构,结果表明八面体体积膨胀导致价带宽度的减小.从而使得带隙的增大,且,WO6八面体的扭曲提高了位于导带最底层的5dxy态的能级,使得β-、γ-和δ-WO3的带隙大幅增大。晶格动力学的计算结果表明.c-、h和和α-WO3的结构是非稳定性的.而β-、γ-和δ-WO3的结构是稳定的。通过分析振动模,进一步得出结构不稳定性源自O-W-O键的伸缩振动,与轻微的W-O键弯曲振动之间的共同作用。其次.探讨了h-WO:、低指数表面上表面态/表面结构对水分子吸附分解过程的作用机理。对于完美表面上H2O分子的吸附和分解,从热力学和动力学角度而言.其活性遵从以下规律:（110）面>（001）面>（100）面。（110）面的吸附分解构型发生了较大的结构重构,提供了反应所需的能量和合适的吸附分解的位点。反应过程为放热反应.且反应势垒较低,更利于反应进行。而缺陷表面上.水以分子形式稳定吸附在氧缺位上.氧缺陷会造成电荷的重新分布,与完美表面相比而言,金属原子所带的正电荷减小,金属的酸度降低,造成吸附质原子的吸附稳定性略微下降。最后,通过第一性原理方法研究了 Aun团簇负载和表面结构的协同作用对h-WO3（100）表面上H2O吸附和分解的影响。计算结果表明了相比界面和团簇上的位点,水分子稳定吸附分解的位点仍位于WO3表面上。金团簇的尺寸和形貌会对H2O吸附和O-H键的活化产生影响,Aun团簇、表面结构与H2O分子的协同作用导致Aun团簇和表面结构的结构变化,使得反应势垒有所降低,同时引入了更多的吸附位点,使得H2O吸附和分解反应更容易进行。在本论文的最后,我们归纳了论文的主要结论,阐述了本论文的主要创新点,并引入后续研究的相关内容。
于露[5]（2019）在《窄带隙铁基钙钛矿氧化物的合成及性质研究》文中研究说明ABO3钙钛矿结构铁电体是一类重要的功能材料,它结构简单,并且对掺杂表现出相当大的容忍度,A、B位离子不同电子组态提供了多样的化学变换组合以及带来各离子间不同类型的相互作用,诱发丰富的功能特性,因此成为凝聚态物理和多功能材料应用研究的热点之一。近年来,随着科技进步衍生出的环境及能源问题,促使光伏领域备受关注,对铁电体的研究也逐渐延伸到对铁电光伏效应的应用。由于大部分钙钛矿氧化物都是宽带隙的绝缘体,对太阳光谱的利用率较低,这阻碍了铁电太阳能器件光伏效率的提升,因此探索窄带隙铁电体并将其应用于太阳能电池器件具有重要意义。本论文采用理论与实验相结合的研究方法,以BiFeO3（BFO）、Pb（Zr,Ti）O3（PZT）、KNbO3（KNO）、BaTiO3（BTO）等经典铁电体为基础体系,从简单铁基钙钛矿的掺杂改性出发,研究了 A（Fe0.5Nb0.5）O3铁基双钙钦矿的带隙调控行为,并对其构成的固溶体体系结构相变及光电磁等性质作了系统的分析研究,最后用脉冲激光沉积技术制备出高质量Ba（Fe0.5Nb0.5）O3（BFNO）双钙钛矿单晶薄膜,为研发新型高效光伏器件提供了思路。本研究J工作取得的创新性成果包括以下几点:1.采用固相反应法和溶胶-凝胶法分别制备了 Bi0.9Sm0(uFeO3、Bi0.9Sm0.1Fe0.95Mn0.05O3、Bi0.9Sm0.1Fe0.9Mn0.05Ni0.05O3陶瓷和薄膜。研究了 A 位稀土金属元素Sm和B位过渡金属元素Mn、Ni共掺杂对BFO材料的带隙和磁性的影响。同时,在SmFeO3（SFO）中引入Ni元素,制备了 SmFei-xNixN3（SFNO）陶瓷,Ni离子的电荷歧化效应诱导了 SFNO金属性增强。X射线衍射（XRD）数据表明,A位稀土金属Sm和B位过渡金属Mn、Ni共掺杂BFO材料为多晶菱形钙钛矿结构,扫描电子显微镜（SEM）的测试分析显示,陶瓷样品中出现的液相是导致晶粒异常长大的主要原因;薄膜样品的表面平整、光滑、致密。采用Williamson-Hall（W-H）分析法估算薄膜内应力,结果表明Sm/Mn/Ni的引入导致内应力增加,诱发晶格畸变。陶瓷和薄膜样品的光学带隙（E在）均因过渡金属离子的掺杂发生了不同程度的窄化。Mn的掺杂引入了带间半满态;Ni 3d轨道没有出现在原价带顶上方,而是与O2p相互作用,抬高了 O 2p轨道位置,实现了带隙窄化。从薄膜的磁滞回线可以看出,随着过渡金属元素的掺杂BFO基材料的铁磁性增强,其主要原因是掺杂引起的晶格内应力导致晶格畸变,破坏了螺旋反铁磁结构,从而使BFO基材料表现出宏观铁磁性。具有正交结构的稀土铁氧体SFO陶瓷有较大的烧结温区,通过漫反射光谱估算出其光学带隙为2.06 eV。在SFO中引入Ni元素导致晶格收缩和晶粒细化,漫反射光谱表明SFNO在可见光和近红外光波段的光吸收明显增强,Ni离子的电荷歧化行为影响了 SFO带隙,使SFNO金属性增强,带隙减小。2.Pb（Zr0.53Ti0.47）O3-Pb（Feo.5M0.5）O3（M=Nb/Ta,PZTFN/IPZTFT）陶瓷的相变及光电磁性质研究。在晶体结构研究的基础上,对PZTFN/PZTFT材料的窄带隙和室温铁电性能进行了表征分析,同时发现铁磁有序也存在于该材料体系中,这使其在光伏器件和磁电存储等领域具有潜在的应用价值。将双钙钛矿 Pb（Fe0.5Nb0.5）O3（PFN）和 Pb（Fe0.5Ta0.5）O3引入 Pb（Zr0.53Ti0.47）O3制备了 PZTFN/PZTFT固溶体体系。微结构表征显示所有PZTFN/PZTFT均为纯相ABO3结构,结晶性良好且表现出四方相到立方相的结构相变。利用拉曼光谱对局部对称性分析发现,高浓度组分样品具有偏离立方相的局部赝立方晶体结构。PZTFN/PZTFT的光学带隙较PZT有明显减小,PFN的E&仅为2.08 eV。以PZT的第一性原理计算为基础,分析了其能带结构,导带底位置的降低可能是PZTFN/PZTFT带隙减小的主要原因,Fe离子的掺杂引入带尾态进入禁带,降低了 PZT的光学带隙。另外,受晶粒大小的影响,同组分浓度下PZTFT的光学带隙略小于PZTFN。四方结构的0.1PZTFN不仅表现出较好的铁电性,同时也具有室温铁磁性,Fe离子的局域自旋极化电子和传导电子间发生交换相互作用是导致铁磁性出现的主要原因,随着掺杂浓度的增加,铁磁性转变为顺磁性。然而,PZTFT并没有表现出宏观铁磁性,这暗示了非磁性离子Nb5+和Ta5+在相互作用中起到了一定的作用,晶格结构和内应力影响了非磁性离子和磁性离子间的交换相互作用,从而导致宏观磁性的不同表达。3.制备了KNbO3-Ba（Feo.5Nbo.5）O3（KBFNO）无铅复合陶瓷材料,详细研究了该体系的结构相变,并发现其可调控窄带隙、铁电和铁磁有序。另外,利用低容许因子材料Bi（Zn0.5Ti0.5）O3（BZT）诱导BaTiO3发生结构相变,分析了Bi（Zn0.5Ti0.5）O3-BaTiO3（BBZTO）的晶体结构对光学性质的影响。借助于XRD、拉曼光谱表征手段研究了 KBFNO从正交相Amm2到立方相Pm3m的结构相变行为,KBFNO陶瓷的布拉格衍射峰被索引为钙钛矿结构,拉曼光谱分析发现其局部组分波动现象和立方对称性局部降低的晶体结构。SEM显示晶粒形貌从层状结构到不规则球形的连续变化。BFNO的引入可使KNO带隙大幅度降低,对于KBFNO陶瓷,其Eg最低值为1.15 eV,带隙值和组分x的非线性关系符合光学弯曲效应,遵从公式Eg=3.21-5.65x+ 4.17x2。这种带隙变化主要是由离子掺杂引起的结构弛豫和电荷交换造成的。具有化学d0态的Nb5+产生的二阶Jahn-Teller扭转引发了自发极化,使BFNO表现出室温铁电性。从磁滞回线可以看出,在KNO中引入BFNO后,KBFNO材料发生了从抗磁性到铁磁性的转变,可以用束缚磁极化子理论来解释这一现象。采用低容许因子的BZT对高容许因子BTO进行掺杂,诱导BBZTO从四方相转变为菱方相,其准同型相界在x = 0.06附近。用W-H法分析了晶格应力,结果显示替代离子进入了 BTO主晶格,形成内应力场导致了晶格畸变。BBZTO的带隙值随着BZT的掺杂先减小后逐渐增大,四方相八面体场静电排斥作用造成Zn3d轨道分裂,引起了带隙结构的改变,这是带隙减小的主要原因,随着掺杂量的增加,结构相变又促使带隙宽化。在ABO3-A（B’B"）O3的无铅体系中,KBFNO有望打破铁电体光伏效率的限制,在铁电光伏领域具有极大的应用潜力。4.采用脉冲激光沉积技术在SrTiO3（STO）单晶衬底上生长BFNO单晶薄膜,优化了其制备工艺,研究了影响薄膜质量的主要因素。从理论和实验两方面证实了BFNO为具有铁电、铁磁有序和高介电常数的窄带隙铁电体。第一性原理计算结果表明BFNO的光学禁带宽度为1.6 eV,电子跃迁主要为从被占据的O 2p到未被占据的Fe 3d态的电荷转移,以及导带和价带Fe 3d态之间的d-d跃迁。在实验范围内的最优条件下所制备的BFNO单晶薄膜表面平整致密,沿STO衬底表面的c轴方向外延生长。BFNO薄膜的磁滞回线表现出S型滞后曲线,制备过程中产生的氧空位作为一个F中心俘获电子,成为两个相邻的Fe3+的媒介形成束缚极化子,构成铁磁交换作用,随着衬底温度的升高,氧空位减少,因此,在650(℃衬底温度下制备的样品较700℃具有更强的铁磁性。以Au作为顶电极,Nb:STO作为底电极,制备了Au/BFNO/Nb:STO三明治结构器件,并对BFNO的铁电性和介电性进行了表征。从实验角度证实了BFNO薄膜具有铁电性。另外,BFNO也表现出较大的介电常数,介电常数随频率的升高而减小。
熊传烨[6]（2019）在《基于密度泛函理论的氧化钒催化剂模型设计》文中研究说明随着实验技术的进步,合成形貌可控的催化剂逐渐成为多相催化领域的研究热点。与此同时,20世纪60年代兴起的密度泛函理论（Density Function Theory,DFT）开始成为研究表面反应机理的有利工具。随着超级计算机的发展,可承受计算的限度也从最初几十个原子扩展到成百上千个原子。计算的体系也从简单的单晶金属体系发展为更加复杂的金属氧化物体系。本论文主要围绕基于丙烷脱氢反应的氧化钒催化剂的模拟而展开。第一部分工作主要研究了氧化铝负载的氧化钒催化剂的构效关系。本工作建立了γ氧化铝表面不同聚合度的氧化钒模型。稳定性分析表明在低氧化钒覆盖度情况下单分散的氧化钒更加稳定,随着氧化钒覆盖度的增加,聚合态的氧化钒开始变得稳定。通过分析不同反应位点上的反应势垒,我们发现顶位氧会导致CH3CO*CH3和H2O的形成。失去顶位氧后,C3H6和H2的选择性变高。我们也研究了各个活性位点的电子结构,发现表面氧的p带中心和钒的Bader Charge与活性相关。在理解氧化钒催化剂构效关系基础之上,本论文第二份工作的研究重点在于通过掺杂来调变晶相氧化钒催化剂表面顶位氧（V=O）的活性。本工作用3-5d过渡金属对晶相氧化钒V2O5（001）催化剂进行掺杂。我们发现表面O空位形成能和丙烷脱氢反应中间体的吸附及脱氢势垒都具有一定关系。经过比较各个掺杂的氧化钒模型速控步骤的势垒和生成副产物的势垒,我们发现W和Mo掺杂的氧化钒都具有比纯氧化钒更优异的丙烯选择性。
梁丹丹[7]（2019）在《新型拓扑半金属材料及阻挫铱氧化物的电输运行为和磁性质研究》文中认为近年来,寻找新型的、可实际应用的材料一直是凝聚态物理学研究的热点之一。其中拓扑材料以及量子自旋液体材料是目前研究比较多的两大类。拓扑材料具有丰富的电、磁特性,促使其拥有很大的应用潜力,尤其是在未来量子计算、量子通信等方面的应用深受期待。从三维的拓扑绝缘体,到量子反常霍尔效应,再到外尔半金属,再到拓扑量子材料的设计、制备、表征以及应用的研究,凝聚了大批国内外研究者的心血。另外,几何阻挫结构导致的量子自旋液体也是当前研究一个的热门。量子自旋液体中的自旋虽然是无序排列的,但是它们之间存在着长程的量子纠缠,将来可能被用于量子通讯。另外,对量子自旋液体的研究也有助于高温超导机制的理解。拓扑材料和量子自旋液体材料具有丰富的物理性质和广大的应用前景,但这方面的研究才刚刚起步,亟需更多、更加深入的研究。本论文中,我们利用助溶剂法制备了高质量的拓扑半金属材料DySb和Weyl半金属材料MoTe2,并借助强磁场、低温等手段结合理论计算研究了这两种材料的基态拓扑行为。另外,我们利用高温熔融法制备了多晶铱氧化物材料Bi2Ir2-xMnx07和Ba3MgIr209,测试了材料的结构性质、加磁场下的电输运行为以及低温下的热力学性质。分别研究了这两种具有几何阻挫磁结构的铱氧化物的基态磁性质。第一章介绍了新型拓扑材料的研究进展,按照不同的形成机制介绍了霍尔效应的分类及相应的电输运行为和磁性质。随后详细介绍了拓扑绝缘体和拓扑半金属的相关研究进展。最后介绍了SdH的原理和数据分析方法,ARPES技术的原理,四电极法和六电极法的原理和注意事项。第二章从理论和实验两方面对单晶DySb材料的能带结构以及电输运性质进行了详细的研究。利用Sn做助溶剂在高温下制备了高质量的DySb单晶样品,并利用EDX、XRD以及PPMS,SQUID等手段测试研究了单晶DySb的晶体结构和基本电、磁性质。研究表明,37 T强磁场下的磁阻呈现出明显量子振荡和巨磁阻效应。通过量子振荡数据分析和第一性原理计算对材料能带结构进行了研究;低温1.8 K的量子振荡数据分析发现了4个不同频率的主峰,说明多条能带穿过费米面。在铁磁构型和考虑自旋-轨道耦合情况下,第一性原理计算表明在费米面以下存在能带反转,DySb可能是拓扑非平庸的半金属态。材料中出现的巨磁阻效应与拓扑非平庸的线性能带分布导致的高电子迁移率有关。第三章介绍了第二类Weyl半金属Td-MoTe2中的平面霍尔效应。利用自助溶剂法制备了高质量的单晶MoTe2样品,利用六电极法测量了不同温度T和不同磁场H下的霍尔电阻ρyx PHE以及横向电阻ρxx随磁场在解离面（a-b面）内转动角度θ的变化规律。实验上获得的平面霍尔电阻和横向电阻随θ的变化规律可以用相关理论公式很好地描述。我们认为各向异性电阻△ρchiral的变化主要来源于轨道磁阻引起的ρ⊥（外加磁场垂直于电流方向时的横向电阻）的增加而不是手性反常导致的P||（外加磁场平行于电流方向时的电阻）的减小。相比于手性反常作用,轨道磁阻起主导作用,对平面霍尔电阻的贡献更大。也正是由于存在很大的轨道磁阻,所以在这种Weyl半金属材料中很难观测到手性反常导致的负磁阻现象,而只有同时观察到负磁阻时,测到的平面霍尔效应才可能与手性反常有关。第四章介绍了烧绿石结构的铱氧化物Bi2Ir2-xMnxO7的电、磁性质。我们利用高温熔融法烧制了x-=0,0.05,0.1,0.15,0.2五种不同组分的Bi2Ir2-xMnxO7多晶样品,并利用EDX和XRD对样品的实际组分以及结晶程度进行了测定。磁性研究发现,随着Mn元素的掺入,材料的反铁磁性先增强,随着Mn掺入量的不断增加,反铁磁性出现由强变弱的趋势。这种磁性的变化主要归因于Ir-Ir之间的反铁磁相互作用,Ir-Mn之间的反铁磁相互作用以及Mn-Mn之间的铁磁相互作用三者之间的激烈竞争。电输运行为测试分析结果表明,随着Mn4+离子的引入,材料由金属态向绝缘态转变。这种现象的出现与掺杂引起电子局域化的增强有关。低温下Bi2Ir207表现出正磁阻现象,而掺杂样品全部为负磁阻。磁阻的变化与掺杂引起的金属-绝缘体转变相呼应,说明3d-Mn元素对5d-Ir元素的替代对材料的磁性以及电输运性质具有很大的影响。第五章首先介绍了低温比热的几个主要来源,随后仔细研究了多晶铱氧化物Ba3MgIr209在极低温（温度低至0.4 K）下的电、磁和热力学性质。利用GGA,GGA+U（2 eV）,GGA+U（2 eV）+SOC三种模型,计算了不同磁基态的能量态密度。计算结果表明,考虑自旋-轨道耦合和库伦相互作用的GGA+U+SOC模型下的第一类反铁磁结构AFM1（二聚体Ir2O9内部和之间的Ir5+离子之间均为反铁磁作用）的能量最低,且存在能隙。低温磁化率和比热测试分析发现,直到0.4 K仍然没有出现磁有序。磁化率的居里-外斯拟合结果分析表明,这种材料中存在反铁磁相互作用,与理论计算的AFM1磁构型相符合。另外,多晶Ba3MgIr2O9样品中存在很少量的（少于1‰）的Ir4+离子,导致有限的铁磁矩1.4×10-3μB/Ir的存在。极低温下体系仍然处于量子自旋液体态,主要是由于a-b面内存在强三角阻挫结构。
郑斌杰[8]（2019）在《二维层状半导体的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理二维层状半导体因其独特的晶体结构和能带结构,拥有优异的光学、电学、催化等性能,在光电子、微电子、电/光催化等领域有广阔的应用前景,成为当前材料、物理等学科的国际研究前沿及热点。目前,新型二维层状半导体的可控制备、新颖效应及功能器件的研究,才刚刚起步。本论文以石墨烯、三氧化钼、二硫族金属化合物等二维层状半导体为研究对象,首先研究其生长机制及可控制备工艺,然后系统研究其电学、光学、光电响应特性及其光催化、电催化效应。主要研究内容与结果如下:1.提出了一种超快的微波辅助规模化制备氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs）的新方法,并研究了其光学特性。研究表明:在常温常压下,以葡萄糖溶液为原料,氨水同时作为氮掺杂源及催化剂,微波提供快速供能,可一步实现NGQDs的超快速（小于1分钟）、规模化合成;NGQDs的氮掺杂含量约为4.1%,仅以吡啶氮和吡咯氮存在,厚度为13个原子层,尺寸约5 nm;量子点在水溶液均匀分散,具有优异的光致发光现象,在紫外光辐照时发出明亮的蓝色荧光,具有6.42%的荧光量子产率。2.采用物理气相沉积法,实现了厘米级α-MoO3单晶的可控制备,并研究了其拉曼各向异性及光电响应特性。研究表明,通过优化石英管内径尺寸、蒸发源质量及蒸发源温度等参数可制备出厘米级α-MoO3单晶;该单晶b轴垂直于片层,面外取向一致,具有高度结晶性,拥有3.14 eV的禁带宽度。在405 nm紫光辐照下,基于α-MoO3单晶的光电器件具有2.62×10-4 A/W的响应度和1.15×107 Jones的探测灵敏度;通过200°C真空退火处理引入氧空位,可大幅度提高α-MoO3器件的光电性能:退火1 h（2h）后器件的响应度、探测灵敏度分别提高到1.41×10-2（65.6）A/W和1.65×107（4.43×108）Jones。3.采用液相超声法处理α-MoO3单晶,制备了具有丰富表面缺陷的α-MoO3纳米片（dr-MoO3）,并研究了其光催化性能。研究表明,超声波的空化作用和气蚀作用使α-MoO3单晶被碎化、剥离、减薄成纳米片,同时在其表面产生大量纳米尺寸的缺陷。这些表面缺陷极大地增加了dr-MoO3的反应活性位数量,使其展现出优异的光催化性能:仅在50分钟内即能降解95%的罗丹明B（RhB）,其光催化降解速率常数k值高达5.9×10-2/min,是商业MoO3粉体的6.6倍。进一步研究阐释了羟基自由基（·OH）在dr-MoO3的光催化降解RhB反应中起主导作用的光催化机理。4.采用三温区化学气相沉积系统,实现了单层MoSe2畴及薄膜的可控制备,并研究了不同结构MoSe2的电催化性能。研究表明,通过调控腔室分压、生长温度、生长时间等参数,实现了对MoSe2畴及薄膜的尺寸、层数及形貌（三角形、六边形、六角星形等）的可控制备。单层MoSe2畴的电催化析氢性能显着优于单层MoSe2薄膜:MoSe2畴的塔菲尔斜率为63.3 mV/dec,远低于薄膜的119.1 mV/dec;MoSe2畴的双电层电容值是75.3μF/cm2,约为MoSe2薄膜（38μF/cm2）的2倍,这表明MoSe2畴结构具有更多催化活性位及更优异的电催化析氢性能。5.采用化学气相沉积法,使用苝-3,4,9,10-四羧酸四钾盐（PTAS）作为形核种子,制备了三维MoSe2纳米片,并研究了其电催化性能。研究表明,未引入PTAS时仅能生长水平结构的MoSe2薄膜（Ho-MoSe2）,引入PTAS后可生长出沿底层水平结构MoSe2薄膜垂直生长的MoSe2纳米片（3D-MoSe2）,以及与碳纳米管复合的3D-MoSe2（3D-MoSe2@CNT）。独特的垂直-水平复合结构及高导电CNT的引入,增加了催化反应活性位,加快了载流子输运,使3D-MoSe2、3D-MoSe2@CNT具有更优异的电催化活性:3D-MoSe2、3D-MoSe2@CNT的塔菲尔斜率分别为47.3 mV/dec、32.5 mV/dec,远低于Ho-MoSe2（123.8 mV/dec）;在300 mV超电势时,3D-MoSe2、3D-MoSe2@CNT析氢电流密度较Ho-MoSe2分别提高1个、2个数量级。6.提出了一种基于化学气相沉积的垂直二硫化铪纳米片（V-HfS2）的制备新方法,并研究了其垂直生长机制及其光电响应特性。研究表明:以HfCl4作为铪源,通过工艺参数优化,可制备大面积、高质量、均匀的V-HfS2;V-HfS2纳米片横向尺寸约1μm,纵向高度约400nm,厚度约为6层,其生长机制为基于基片表面悬挂键的自发成核生长模式。基于大面积V-HfS2的光电器件具有优异的光电响应特性:其暗电流为1.5 pA,亮电流为1.2 nA,开关比高达103,光电响应时间小于24ms（测试仪器的极限）。其超快的响应速度源于V-HfS2独特的垂直结构促使光生载流子沿着面内方向极速传输到电极。
刘曦,代立东,邓力维,范大伟,刘琼,倪怀玮,孙樯,巫翔,杨晓志,翟双猛,张宝华,张莉,李和平[9]（2017）在《近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展》文中进行了进一步梳理近十年中国主要地学科研院所都将高温高压实验研究领域作为重点发展学科方向,加大人才引进力度,促进了地学领域高压物理实验研究的快速发展。本文借《高压物理学报》创刊30周年之际,对最近十年由中国科学家主导的、与地球科学联系紧密的相关高压物理研究成果进行了总结和梳理,所涉及的研究方向主要有:下地幔的有关相变、下地幔矿物中铁的自旋态转变、地核物性、岩石电性测量、矿物电性测量、矿物状态方程、高压谱学、高压扩散、高压超声、硅酸盐熔体物理性质、地质流体等。总体来说,过去十年是中国地学高压物理研究飞速发展的十年,研究成果的数量、重要性和显示度都有较大突破,在国际上占有重要地位。这种快速发展势头仅仅是开始,未来十年将是中国地学高压物理研究发展过程中的关键十年,需要各位同仁共同砥砺前行。
张喨[10]（2017）在《二维六方氮化物材料热输运性质及钛酸锶材料热电性能的研究》文中研究表明材料的热导率是材料的一项重要参数。寻找满足特定热导率需求的材料一直是一个重要的课题。一方面,随着电子器件功率密度的不断增大,将高热导率的材料应用于电子器件散热越来越受到关注,另一方面,降低材料的热导率是提升热电材料转换效率的重要因素。本文以六方III族氮化物及氧化物SrTiO3热电材料为研究对象,研究了一种能大批量生产的六方氮化硼层压薄膜的热导率,并利用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程研究了单层六方氮化物hBN、hAlN、hGaN、hInN的晶格热导率;通过真空退火和超临界流体处理来降低SrTiO3的热导率,并用第一性原理结合玻尔兹曼输运方程研究了基于SrTiO3的超晶格在热导率降低的情况下,能否保持较高的热电功率因子,获得的主要结论有:（1）用六方氮化硼墨水制备了六方氮化硼层压薄膜,这些薄膜由平均厚度约10nm,横向尺寸约1μm的六方氮化硼纳米片堆叠而成。通过滚压法增大氮化硼薄膜的密度可以调控其的热导率。在100℃下,六方氮化硼的热导率最高可以达到20W/mK,加上氮化硼具有绝缘性,在电子器件热管理方面有很好的应用潜力。（2）利用第一性原理密度泛函理论结合声子玻尔兹曼输运方程研-究了单层六方氮化物hBN、hAlN、hGaN、hInN的本征晶格热导率。声子谱表明所研究的单层六方氮化物从动力学角度都是稳定的,这几种氮化物随着原子序数的增大,热导率也随着降低。和纤锌矿体材料比,单层hAlN保持了较高的热导率,300K下的热导率为111.9W/mK,而单层hInN的热导率只有其纤锌矿体材料二十分之一,300K下的热导率为6.1W/mK。通过不同平均自由程对热导率的累积贡献的分析,指出通过纳米化降低热导率所需的特征尺寸,对于hBN是6μm而hInN需要到190nm。（3）分别采用真空退火和超临界流体对热电氧化物SrTiO3进行处理,发现两种处理方法都可以降低SrTiO3的热导率。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和X射线吸收谱对样品进行表征,发现导致热导率下降的原因有所不同,对于SrTiO3,热导率下降是因为氧缺陷浓度的增大和偏析,而对超临界流体处理,则是H离子掺入形成的点缺陷对声子的散射。（4）利用第一性原理密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程研究了（SrO）m（SrTiO3）n超晶格的电子结构和热电输运性质,结果发现,对于n型掺杂,输运系数有明显的各项异性,由于导带底沿c轴方向扁平的色散关系,使得这一方向的电导率除以弛豫时间远小于平面内方向的,而平面内方向由于导带底有效质量的降低,塞贝克系数要比SrTiO3的低。而p型掺杂的（SrO）m（SrTiO3）n相比SrTiO3,塞贝克系数和电导率除以弛豫时间变化都比较小,如果考虑到界面散射降低了超晶格的热导率,在p型SrTiO3中出入SrO层形成超晶格能够取得更大的热电优值。
二、SrTiO_3单晶中氧缺位对布里渊散射的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SrTiO_3单晶中氧缺位对布里渊散射的影响（论文提纲范文）
（1）高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导电性 |
| 1.1.1 超导电性的发展 |
| 1.1.2 超导电性基本特征和分类 |
| 1.1.3 几类超导材料 |
| 1.2 电荷密度波 |
| 1.2.1 电荷密度波的起源 |
| 1.2.2 电子强关联体系中的电荷密度波 |
| 1.3 过渡金属硫族化合物 |
| 1.3.1 过渡金属硫族化合物的晶体结构和能带结构 |
| 1.3.2 过渡金属硫族化合物中的电荷密度波 |
| 1.4 本论文的研究目的与意义 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第二章 高压与低温电输运实验技术简介 |
| 2.1 金钢石对顶砧(DAC)装置及其使用方法 |
| 2.2 高压低温电输运实验测量方法 |
| 2.2.1 高压电输运实验方法 |
| 2.2.2 低温电磁学测量系统 |
| 第三章 高压下TaFe_(1+y)Te_3的超导电性和磁性研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 TaFe_(1+y)Te_3常压结构表征和电阻 |
| 3.3.2 TaFe_(1+y)Te_3压致超导转变 |
| 3.3.3 TaFe_(1+y)Te_3高压结构研究 |
| 3.3.4 TaFe_(1+y)Te_3高压霍尔效应研究 |
| 3.3.5 TaFe_(1+y)Te_3的P-T相图 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压下NbTe_2的结构和电荷密度波研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 NbTe_2常压表征 |
| 4.3.2 NbTe_2高压结构相变 |
| 4.3.3 NbTe_2高压和高温拉曼研究 |
| 4.3.4 NbTe_2的高压电输运、霍尔效应和磁阻研究 |
| 4.3.5 NbTe_2高压相的焓值和能带计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高压下Cu_2O形貌依赖的电输运和力学性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 常压样品表征 |
| 5.3.2 不同形貌Cu_2O的常压光电子能谱 |
| 5.3.3 高压下不同形貌Cu_2O的电输运和相变研究 |
| 5.3.4 不同形貌Cu_2O卸压样品的扫描和透射电镜研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的学术论文 |
| 致谢 |
（2）氧空位对过渡金属掺杂BaSnO3稀磁性能及电子结构的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 钙钛矿型氧化物 |
| 1.1.1 阳离子掺杂的钙钛矿型氧化物 |
| 1.1.2 钙钛矿型稀磁半导体的研究现状 |
| 1.1.3 BaSnO_3型稀磁氧化物 |
| 1.2 稀磁半导体概述 |
| 1.2.1 自旋电子学 |
| 1.2.2 稀磁材料的基本概念 |
| 1.2.3 稀磁半导体的发展历史 |
| 1.2.4 稀磁材料的基本性质 |
| 1.2.4.1 磁学性质 |
| 1.2.4.2 磁光和光学性质 |
| 1.2.4.3 磁电输运性质 |
| 1.2.4.4 磁晶各向异性 |
| 1.3 稀磁氧化物中的磁性产生机理 |
| 1.3.1 直接交换模型 |
| 1.3.2 间接交换模型 |
| 1.3.3 双交换模型 |
| 1.3.4 RKKY相互作用模型 |
| 1.3.4.1 传导电子的极化 |
| 1.3.4.2 4f特征电子间的间接交换作用 |
| 1.3.5 平均场理论模型 |
| 1.3.6 束缚磁极子模型 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 第一性原理和实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理计算 |
| 2.2.1 绝热近似 |
| 2.2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.2.1 局域密度近似 |
| 2.2.2.2 广义梯度近似 |
| 2.2.3 关联电子态 |
| 2.2.4 布洛赫定理 |
| 2.2.5 平面波方法和赝势 |
| 2.2.5.1 平面波方法 |
| 2.2.5.2 赝势方法 |
| 2.2.5.3 赝势的推导 |
| 2.2.5.4 模守恒赝势和超软赝势 |
| 2.2.6 计算软件介绍 |
| 2.2.6.1 VASP(the Vienna ab initio simulation package,VASP) |
| 2.2.6.2 MS(Material Studio) |
| 2.3 样品的制备、结构和磁性研究 |
| 2.3.1 陶瓷样品的制备 |
| 2.3.2 样品的结构表征 |
| 2.3.2.1 粉末X射线衍射技术(XRD) |
| 2.3.2.2 电子顺磁共振 |
| 2.3.2.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.2.4 紫外可见光吸收谱 |
| 2.3.2.5 拉曼光谱 |
| 2.3.3 样品的磁性测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 缺陷对La掺杂BaSnO_3电子结构的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算与模拟方法 |
| 3.3 La_(0.037)Ba_(0.963)SnO_3体系的DFT计算结果与分析 |
| 3.3.1 缺陷形成能 |
| 3.3.2 La_(0.037)Ba_(0.963)SnO_(3-δ)体系的电子结构研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氧空位对Ru掺杂BaSnO_3铁磁性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 Ru_(0.037)Ba_(0.963)SnO_(3-δ)粉末的制备 |
| 4.2.2 Ru_(0.037)Ba_(0.963)SnO_(3-δ)粉末的结构和磁性分析 |
| 4.2.3 Ru_(0.037)Ba_(0.963)SnO_(3-δ)体系的计算与模拟 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 实验结果分析 |
| 4.3.2 DFT计算结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 轨道态在Mo掺杂BaSnO_3铁磁性研究中的作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 Mo掺杂BaSnO_3材料的合成 |
| 5.2.2 Mo掺杂BaSnO_3材料的结构和物性研究 |
| 5.2.3 BaMo_(0.0625)Sn_(0.9375)O_(3-δ)体系的计算与模拟 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 实验结果分析 |
| 5.3.2 BaMo_(0.0625)Sn_(0.9375)O_(3-δ)体系的DFT计算结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）几类超导拓扑材料的点接触谱研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超导发展史话 |
| 1.2 超导-金属界面的输运特性 |
| 1.2.1 量子隧穿效应 |
| 1.2.2 Andreev反射 |
| 1.2.3 Blonder-Thinkham-Klapwijk(BTK)模型 |
| 1.2.3.1 标准BTK模型 |
| 1.2.3.2 两能带BTK模型 |
| 1.2.3.3 经过拓展的BTK模型 |
| 2 低温测量及其实验平台 |
| 2.1 PPMS测量系统 |
| 2.2 He-3测量系统 |
| 3 点接触谱测量方法 |
| 3.1 点接触谱测量实现条件 |
| 3.1.1 不同类型的点接触结构 |
| 3.1.2 点接触的不同接触机制 |
| 3.2 点接触谱测量实验方法 |
| 3.2.1 点接触测量电路 |
| 3.2.2 机械点接触谱测量 |
| 3.2.3 软点接触谱测量 |
| 3.2.4 转角点接触谱测量 |
| 3.2.5 压力下点接触谱测量 |
| 4 点接触谱在超导拓扑材料PdTe_2上的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备和物性表征 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 软点接触谱和机械点接触谱对PdTe_2超导能隙的研究 |
| 4.3.2 软点接触谱和机械点接触谱对PdTe_2在磁场中行为的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 点接触谱在超导拓扑材料PbTaSe_2上的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备和物性表征 |
| 5.3 实验结果和讨论 |
| 5.3.1 PbTaSe_2的软点接触谱研究 |
| 5.3.2 关于PbTaSe_2中存在的表面超导电性 |
| 5.3.3 PbTaSe_2的机械点接触谱研究 |
| 5.3.4 PbTaSe_2的转角点接触谱研究 |
| 5.3.5 PbTaSe_2的压力下点接触谱研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 拓扑绝缘体Bi_2Se_3上脉冲电压诱导的局部超导电性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备和物性表征 |
| 6.3 实验结果和讨论 |
| 6.3.1 “电击”出来的超导 |
| 6.3.2 电阻上的证据 |
| 6.3.3 Au-Bi_2Se_3,Cu-Bi_2Se_3,Ti-Bi_2Se_3型点接触的“电击效果” |
| 6.3.4 背后的机理与潜在的应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
（4）第一性原理研究WO3低指数表面上H2O分子吸附和分解的微观机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 半导体光催化剂的概述 |
| 1.2.1 半导体光催化的反应机理 |
| 1.2.2 常见的半导体光催化剂 |
| 1.3 WO_3光催化剂的发展及现状 |
| 1.3.1 WO_3的概述 |
| 1.3.2 WO_3光催化性能调控的研究现状 |
| 1.4 密度泛函理论于WO_3光催化剂的研究发展 |
| 1.5 本论文的研究内容及目的 |
| 第2章 理论基础方法及其应用 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.2 Kohn-Sham定理 |
| 2.2.3 交换关联函数 |
| 2.2.4 Hubbard+U参数修正(GGA+U) |
| 2.2.5 自洽场计算(Self-Consistent field,SCF) |
| 2.2.6 基于DFPT的晶格动力学 |
| 2.3 缺陷形成能和浓度 |
| 2.4 CASTEP软件简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 第一性原理计算WO_3不同相的结构、电子性质、光学性质和晶格动力学 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 晶体结构 |
| 3.3.2 电子结构性质 |
| 3.3.3 光学性质 |
| 3.3.4 晶格动力学 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 H_2O分子在六方WO_3低指数表面上吸附和分解的微观机制 |
| 4.1 简介 |
| 4.2 计算方法和构型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 完美表面 |
| 4.3.2 氧缺陷表面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 金团簇对h-WO_3(100)表面水分子的吸附和分解的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟方法与模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 团簇负载表面结构 |
| 5.3.2 水分子在团簇负载表面的吸附 |
| 5.3.3 OH-H在团簇负载表面的吸附 |
| 5.3.4 过渡态搜索及热力学、动力学分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要结论 |
| 6.2 本论文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生期间的发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）窄带隙铁基钙钛矿氧化物的合成及性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁基钙钛矿氧化物材料概述 |
| 1.2.1 铁基钙钛矿材料 |
| 1.2.2 铁基A_2B'B"O_6型双钙钛矿材料 |
| 1.3 窄带隙钙钛矿氧化物的光伏应用 |
| 1.4 制备技术及计算理论简介 |
| 1.4.1 固相反应法 |
| 1.4.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.3 脉冲激光沉积法 |
| 1.4.4 第一性原理计算 |
| 1.5 铁基钙钛矿材料的表征方法简介 |
| 1.5.1 微结构和形貌表征手段 |
| 1.5.2 光学表征手段 |
| 1.5.3 电学性质表征手段 |
| 1.5.4 磁学性质表征手段 |
| 1.6 本论文的研究意义和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 过渡金属离子掺杂对简单钙钛矿AFeO_3 (A=Bi,Sm)结构和性质的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铁基简单钙钛矿氧化物的制备 |
| 2.3 BSF、BSFM、BSFMN陶瓷的微结构和物理特性 |
| 2.3.1 BSF、BSFM、BSFMN陶瓷的结构和晶粒生长 |
| 2.3.2 BSF、BSFM、BSFMN陶瓷的光学性质 |
| 2.4 BSF、BSFM、BSFMN薄膜的结构和性质研究 |
| 2.4.1 BSF、BSFM、BSFMN薄膜的微结构和应力分析 |
| 2.4.2 掺杂对BFO基薄膜光学特性的影响 |
| 2.4.3 BSF、BSFM、BSFMN薄膜的磁学性质 |
| 2.5 SFNO陶瓷的制备和性质研究 |
| 2.5.1 Ni掺杂SFO陶瓷的晶体结构和微观形貌 |
| 2.5.2 SFNO的光吸收增强现象 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47)O_3-Pb(Fe_(0.5)M_(0.5))O_3 (M=Nb/Ta)复合钙钛矿氧化物的相变及性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论计算方法和PZTFN、PZTFT陶瓷的制备 |
| 3.3 PZTFN陶瓷的结构相变和物理特性 |
| 3.3.1 PZTFN陶瓷的结构相变分析 |
| 3.3.2 PZTFN陶瓷的表面形貌 |
| 3.3.3 第一性原理计算与PZTFN的可调控光学带隙 |
| 3.4 B位Ta离子替代PZTFT材料的结构和性质研究 |
| 3.4.1 PZTFN和PZTFT的微观结构及应力分析 |
| 3.4.2 PZTFN和PZTFT的光电磁特性及其机理研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 KNbO_3-Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3无铅复合钙钛矿氧化物的合成及光电磁特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 KBFNO和BBZTO陶瓷的制备 |
| 4.3 KBFNO陶瓷的相变和光电磁性质研究 |
| 4.3.1 KBFNO的结构相变 |
| 4.3.2 KBFNO的局部对称性和拉曼光谱分析 |
| 4.3.3 KBFNO陶瓷的组分和微观形貌 |
| 4.3.4 组分对KBFNO光学带隙的调控 |
| 4.3.5 KBFNO的电磁性质研究 |
| 4.4 BBZTO陶瓷的结构和性质研究 |
| 4.4.1 BBZTO陶瓷的相变和微结构 |
| 4.4.2 晶体结构对BBZTO带隙的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3单晶薄膜的生长和性质研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BFNO的理论计算方法和单晶薄膜的PLD制备 |
| 5.3 BFNO的第一性原理计算和能带结构分析 |
| 5.4 PLD工艺参数对BFNO薄膜生长的影响 |
| 5.5 衬底温度对BFNO单晶薄膜性质的影响 |
| 5.5.1 BFNO薄膜的结构组分和表面形貌 |
| 5.5.2 BFNO薄膜的光致发光光谱分析 |
| 5.5.3 衬底温度对BFNO薄膜磁性的影响 |
| 5.6 Au/BFNO/Nb:STO的制备和电学性质研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录Ⅰ 攻读博士学位期间科研成果清单及奖励 |
| 附录Ⅱ 致谢 |
（6）基于密度泛函理论的氧化钒催化剂模型设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 理论基础 |
| 1.1 量子力学的发展 |
| 1.2 薛定谔方程的解析 |
| 1.3 密度泛函理论 |
| 1.4 密度泛函理论的不足及修正 |
| 1.4.1 DFT+U |
| 1.4.2 范德华校正项 |
| 1.5 计算平台的简介 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 丙烷无氧脱氢反应 |
| 2.2 丙烷有氧脱氢反应 |
| 2.3 氧化钒催化剂和载体的相互作用 |
| 2.3.1 氧化钛负载的氧化钒催化剂 |
| 2.3.2 氧化硅负载的氧化钒催化剂 |
| 2.4 氧化物催化剂的掺杂改性 |
| 2.5 论文立意及工作设想 |
| 第三章 基于丙烷脱氢反应的VO_x/Al_2O_3 催化剂构效关系的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 计算和实验方法 |
| 3.2.1 DFT计算 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 各个负载型结构的相对稳定性 |
| 3.3.2 随反应时间的产物分布变化 |
| 3.3.3 ODH为主导的反应阶段 |
| 3.3.4 氧化钒催化剂结构的转变 |
| 3.3.5 PDH主导阶段 |
| 3.3.6 氧化钒催化剂上电子结构的影响 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 过渡金属掺杂的V_2O_5(001) |
| 4.1 前言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.4 计算结果和讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本论文的主要结论 |
| 5.2 展望计算化学的未来 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）新型拓扑半金属材料及阻挫铱氧化物的电输运行为和磁性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 霍尔效应及其分类 |
| 1.2.1 霍尔效应及反常霍尔效应 |
| 1.2.2 量子霍尔应与量子反常霍尔效应 |
| 1.2.3 自旋霍尔效应和量子自旋霍尔效应 |
| 1.3 拓扑绝缘体 |
| 1.4 拓扑半金属 |
| 1.5 电阻和磁性测量方法 |
| 1.5.1 电阻的测量方法 |
| 1.5.2 磁性的测量方法 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 镧系锑化物DySb的电输运行为和磁性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 样品的制备与实验测量 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.4 计算结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 第二类Weyl半金属MoTe_2中的平面霍尔效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备与实验测量 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 烧绿石铱氧化物Bi_2Ir_(2-x)Mn_xO_7的电输运行为和磁性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备与方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ba_3MgIr_2O_9的低温热力学性质及磁性质研究 |
| 5.1 低温比热 |
| 5.1.1 电子比热 |
| 5.1.2 磁比热 |
| 5.1.3 肖特基比热 |
| 5.1.4 自旋涨落对比热的贡献 |
| 5.2 量子自旋液体 |
| 5.3 引言 |
| 5.4 样品制备预实验测量 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）二维层状半导体的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 二维层状半导体的结构与性质 |
| 1.2.1 二维层状半导体的结构 |
| 1.2.2 二维层状半导体的性质 |
| 1.3 二维层状半导体的制备 |
| 1.3.1 微机械剥离法 |
| 1.3.2 液相超声剥离法 |
| 1.3.3 物理气相沉积法 |
| 1.3.4 化学气相沉积法 |
| 1.4 二维层状半导体的研究现状 |
| 1.4.1 石墨烯量子点的研究进展 |
| 1.4.2 过渡金属氧化物的研究进展 |
| 1.4.3 过渡金属二硫族化合物的研究进展 |
| 1.5 本论文的选题依据和研究内容 |
| 第二章 实验技术及原理 |
| 2.1 二维层状半导体的制备 |
| 2.2 二维层状半导体的表征 |
| 2.2.1 光学显微镜 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 原子力显微镜 |
| 2.2.5 拉曼光谱 |
| 2.2.6 X射线衍射谱 |
| 2.2.7 X射线光电子能谱 |
| 2.2.8 能量色散谱 |
| 2.3 二维层状半导体的性能测试 |
| 2.3.1 光学性能测试 |
| 2.3.2 光催化性能测试 |
| 2.3.3 光电性能测试 |
| 2.3.4 电催化性能测试 |
| 第三章 石墨烯量子点的制备及性能研究 |
| 3.1 氮掺杂石墨烯量子点的制备 |
| 3.2 氮掺杂石墨烯量子点的表征 |
| 3.3 氮掺杂石墨烯量子点的光学特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 α相三氧化钼的制备及性能研究 |
| 4.1 厘米级α相三氧化钼单晶的制备及性能研究 |
| 4.1.1 α相三氧化钼单晶的PVD制备研究 |
| 4.1.2 α相三氧化钼单晶的拉曼各向异性研究 |
| 4.1.3 α相三氧化钼单晶的光电性能 |
| 4.2 α相三氧化钼纳米片的制备及性能研究 |
| 4.2.1 α相三氧化钼纳米片的微机械剥离法制备 |
| 4.2.2 α相三氧化钼纳米片的电学性能 |
| 4.2.3 α相三氧化钼纳米片的液相超声剥离法制备 |
| 4.2.4 α相三氧化钼纳米片的光催化性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 单层二硫/硒化钼的CVD生长及性能研究 |
| 5.1 二硫/硒化钼畴的CVD生长及光学特性研究 |
| 5.1.1 单层二硫/硒化钼畴的CVD生长研究 |
| 5.1.2 二硫/硒化钼畴的光学特性 |
| 5.2 二硒化钼薄膜的CVD生长及电催化性能研究 |
| 5.2.1 单层二硒化钼薄膜的CVD生长 |
| 5.2.2 单层二硒化钼薄膜/畴的电催化性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 垂直二硒化钼的CVD生长及性能研究 |
| 6.1 垂直二硒化钼的CVD生长研究 |
| 6.1.1 未引入PTAS时二硒化钼的生长情况 |
| 6.1.2 引入PTAS时二硒化钼的生长情况 |
| 6.2 垂直二硒化钼的电催化性能 |
| 6.3 垂直二硒化钼/碳纳米管层复合材料的电催化性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 垂直二硫化铪的CVD生长及性能研究 |
| 7.1 垂直二硫化铪的CVD生长 |
| 7.2 垂直二硫化铪的生长机制研究 |
| 7.3 垂直二硫化铪的生长拓展 |
| 7.4 垂直二硫化铪的光电性能 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 下地幔矿物的结构相变 |
| 3 下地幔含Fe物质的自旋转变 |
| 4 地核物性 |
| 5 岩石电性测量 |
| 6 矿物电性测量 |
| 7 矿物P-V-T状态方程 |
| 8 高压谱学 (拉曼光谱) |
| 9 高压扩散 |
| 1 0 高压超声实验研究 |
| 1 1 硅酸盐熔体的物理性质 |
| 1 2 地质流体的物理性质 |
| 1 3 讨论 |
（10）二维六方氮化物材料热输运性质及钛酸锶材料热电性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料热输运简介 |
| 1.1.1 二维材料简介 |
| 1.1.2 二维材料热输运的研究方法 |
| 1.1.3 典型二维材料热导率研究现状 |
| 1.2 热电简介 |
| 1.2.1 热电效应简介 |
| 1.2.2 热电器件的效率 |
| 1.2.3 热电材料简介 |
| 1.2.4 热电材料的输运理论 |
| 1.2.5 热电材料性能的优化策略 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论与实验研究方法 |
| 2.1 第一性原理与密度泛函理论 |
| 2.1.1 第一性原理 |
| 2.1.2 密度泛函理论 |
| 2.2 玻尔兹曼输运理论 |
| 2.2.1 电子输运性质的玻尔兹曼方程 |
| 2.2.2 声子输运的玻尔兹曼方程 |
| 2.3 计算软件简介 |
| 2.3.1 Quantum-ESPRESSO |
| 2.3.2 VASP |
| 2.3.3 phonopy |
| 2.3.4 BoltzTraP |
| 2.3.5 ShengBTE |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 热导率的测量 |
| 2.4.2 比热的测量 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜 |
| 2.4.4 红外吸收谱 |
| 2.4.5 X射线吸收谱 |
| 参考文献 |
| 第三章 hBN薄膜的热导率研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果和讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 单层六方氮化物声子输运的理论研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 SrTiO_3热导率的调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 (SrO)_m(SrTiO_3)_n超晶格电子结构及热电性质 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 计算结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、SrTiO_3单晶中氧缺位对布里渊散射的影响（论文参考文献）
- [1]高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化[D]. 李淑甲. 吉林大学, 2021(01)
- [2]氧空位对过渡金属掺杂BaSnO3稀磁性能及电子结构的影响[D]. 张莹莹. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]几类超导拓扑材料的点接触谱研究[D]. 乐天. 浙江大学, 2020(01)
- [4]第一性原理研究WO3低指数表面上H2O分子吸附和分解的微观机制[D]. 杨欢欢. 山东大学, 2019(09)
- [5]窄带隙铁基钙钛矿氧化物的合成及性质研究[D]. 于露. 华东师范大学, 2019(09)
- [6]基于密度泛函理论的氧化钒催化剂模型设计[D]. 熊传烨. 天津大学, 2019(06)
- [7]新型拓扑半金属材料及阻挫铱氧化物的电输运行为和磁性质研究[D]. 梁丹丹. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [8]二维层状半导体的制备及性能研究[D]. 郑斌杰. 电子科技大学, 2019(01)
- [9]近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展[J]. 刘曦,代立东,邓力维,范大伟,刘琼,倪怀玮,孙樯,巫翔,杨晓志,翟双猛,张宝华,张莉,李和平. 高压物理学报, 2017(06)
- [10]二维六方氮化物材料热输运性质及钛酸锶材料热电性能的研究[D]. 张喨. 厦门大学, 2017(01)