反铁磁半金属 EuCd2Pn2（Pn = As,Sb）中磁交换诱导的外尔态

由于丰富的拓扑量子效应及巨大的潜在应用价值,拓扑材料逐渐成为凝聚态物理前沿的研究材料体系。其中,作为与石墨烯具有相似电子结构的材料,三维拓扑半金属吸引了越来越多的研究兴趣。目前已知的拓扑半金属大多为非磁性的,而磁性拓扑半金属数量有限,与非磁性拓扑半金属相比较,研究开展的还比较少。磁性与拓扑之间的相互作用能够导致非常规的物理性质,如反常霍尔效应甚至量子反常霍尔效应等。此外,在一些具有特殊磁结构的拓扑半金属中,施加外磁场能够调制其自旋结构,从而影响其拓扑能带结构。在该综述中,笔者将详细介绍利用外磁场在 EuCd2Pn2 (Pn = As, Sb) 反铁磁半金属材料中通过调制自旋结构从而改变晶体结构对称性来诱导拓扑相变。此外,笔者也将简单介绍包括 GdPtBi 和 MnBi2Te4 在内的几个相关材料。该综述中讨论的外磁场调控的磁交换诱导的拓扑相变不仅有望应用于拓扑器件,也有助于为理解磁性与拓扑态之间的紧密关联提供新的线索,对于设计新的磁性拓扑材料有启发意义。综述最后,笔者对发展磁性拓扑半金属做了一些简单展望。     

RuX2 (X=P、As、Sb) 家族化合物中的压力诱导的超导和拓扑相变

作为热电材料 FeSb2 的姊妹材料,RuSb2 被广泛研究,但以前的工作主要集中在与 FeSb2 的比较上,尚未对 RuSb2 在压力下的性质进行深入研究。在本文中,我们研究了 RuSb2 在压力下的性质,并探讨了其与 Ru 的磷族化合物 RuP2 和 RuAs2 之间晶体和电子结构的异同。我们用晶体结构搜索方法结合第一性原理计算,发现该族化合物经历了一系列结构相变：（I）RuSb2： Pnnm → I4/mcm → I4/mmm;(II) RuP2：Pnnm → I41/amd → Cmcm;(III) RuAs2： Pnnm → P-62m。新发现的五个相在高压下都是热力学和动力学稳定的,并表现出金属性。RuSb2 和 RuP2 的四个高压相在泄压到零压后动力学依旧稳定。我们计算得到 RuSb2 的 I4/mcm 和 I4/mmm 相以及 RuP2 的 I41/amd 和 Cmcm 相的超导转变温度在 0 GPa 时分别约为 7.3 K、10.9 K、13.0 K 和 10.1 K。另外,RuSb2 的 I4/mcm 和 I4/mmm 相以及 RuP2 的 I41/amd 相还具有拓扑非平庸的表面态。我们的研究表明,压力是调节 Ru 的磷族化合物结构、电子和超导性质的有效方法。     

铜氧化物电子掺杂在反铁磁态下的比热容和熵(英文)

利用Slave Boson平均场理论,我们研究了t-t′-t″-J模型的反铁磁下电子掺杂铜氧化物的化学势、熵和电子比热容.结论表明,在电子掺杂为δ=0.1时,电子比热容和熵有突变现象,即发生了相变.同时,我们也研究了熵随时间的演化关系,结果表明熵是受抑制的.     

(Ga,Mn)As中电流诱导自旋极化的磁光Kerr测量

在GaAs吸收带边附近, 利用磁光Kerr效应测量了(Ga,Mn)As和p-GaAs样品的电流诱导Kerr旋转谱和反射谱, 两者都呈现出Lorentz曲线形状. 电流诱导Kerr旋转角和反射率随着电流的增大而增大, Kerr角与电流的大小成正比关系, 反射率与电流的平方成正比关系. (Ga,Mn)As的Kerr旋转角比p-GaAs的大了一个数量级, 这说明Mn原子的掺杂使得电流诱导的自旋极化增强. 另外, 还测量了温度和入射光偏振方向对电流诱导Kerr旋转谱和反射谱的影响. 发现随着温度的升高, Kerr谱和反射谱均向长波方向移动, 这与GaAs带边随温度的变化是一致的.     

Ising自旋（S=1／2）反铁磁超晶格低温热力学

利用费米子变换方法,将 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格体系变换为粒子数不守恒的费米子体系.再利用量子统计微扰方法,在二级微扰近似下对周期为L=L_a+L_b(L_a=L_b)的 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格进行了计算,求得了这种超晶格体系的自由能等一些热力学量和温度(T)、周期 L 的关系式.     

一维反铁磁链中双亚格点模型的孤子解(英文)

求出了一维反铁磁链中双亚格点模型的孤子解,并求出了孤子宽度、峰值、静止能量和有效质量.在al=bl 和al=-bl 两种情况下求方程的精确解.     

中低合金钢中五害元素（Pb,Sn,As,Sb,Bi）的光电光谱分析…

应用日本岛津ＰＤＡ－５０１７真空发射光谱仪，测定了中低低合金钢中的五害元素，对分析条件进行了选择和确定，并讨论了分析结果和影响因素。本方法具有操作简便，分析速度快，准确度高，成本低等优点，在炉前快速分析与石油管材 取得较好的效果。     

交叉分子束实验研究F+D_2(v=1,j=0)反应（英文）

本文使用交叉分子束方法研究了氟原子和振动激发态氖分子D_2(v=1,j=0)的反应.使用受激拉曼抽运的方法制备了振动激发的D_2分子.实验中未观测到来自于旋轨耦合激发态氟原子F*(~2P_(1/2))与振动激发态D_2分子的贡献.观测到来自于旋轨耦合基态氟原子F(~2P_(3/2))和振动激发态D_2的反应信号,相应的产物DF分子布居于u'=2,3,4,5振动态上.与振动基态反应F+D_2(v=1,j=0)相比,振动激发态反应F+D_2(v=1,j=0)生成的DF产物转动分布更"热".获得了振动激发反应的四个碰撞能在0.32至2.62 kcal/mol范围内的微分反应截面.在最低的碰撞能0.32 kcal/mol下,所有振动态的DF产物都以后向散射为主.随着碰撞能的增加,DF产物的角分布逐渐从后向转移到侧向.测量了DF(v'=5)产物的前向微分散射截面随碰撞能变化的曲线.前向散射的DF(v'=5)信号出现于1.0 kcal/mol.在2.62 kcal/mol碰撞能下DF(v'=5)主要为前向散射.     

二维反铁磁Heisenberg模型(s=1/2)的低能性质研究

利用一种有效的Monte Carlo簇团迭代方法进行了关于二维反铁磁Heisenberg量子模型的数值研究。比较手征微扰理论的有关解析结果,在有限温度和有限体积下精确地确定了该系统的重要低能参数:基态能量密度e_o=-0.6693(1)J/a²,参差磁化强度M_s=0.3076(4)/a²,自旋波速度?c=1.68(1)Ja和自旋块度(spin stiffness)ρ_s=0.185(5)J。计算结果与 关键词：     

高灵敏度Sb基量子阱2DEG的霍尔器件（英文）

用分子束外延技术将高灵敏度的In As/Al Sb量子阱结构的Hall器件赝配生长在Ga As衬底上。设计了由双δ掺杂构成的Hall器件的新结构,有效地提高了器件的面电子浓度。与传统的没有掺杂的In As/Al Sb量子阱结构的Hall器件相比,室温下器件电子迁移率从15 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1)提高到16 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。AFM测试表明材料有好的表面形态和结晶质量。从77 K到300 K对Hall器件进行霍尔测试,结果显示器件不同温度范围有不同散射机构。双δ掺杂结构形成高灵敏度、高二维电子气(2DEG)浓度的In As/Al Sb异质结Hall器件具有广阔的应用前景。     

混合自旋(S=1,1/2)模型具有再次近邻反铁磁相互作用晶格基态

本文发展文献[1]的方法到两种不同自旋的原子(S_a=1,S_b=1/2)构成的晶格中,计算了简单立方晶格在具有再次近邻反铁磁相互作用下在外磁场中的基态自旋结构、能量和相界。从文中给出的相图可知:这种晶格有两种反铁磁自旋结构,有四种亚铁磁自旋结构。 关键词：     

烧绿石Bi_(2-x)Fe_xIr_2O_7的金属-绝缘体转变与增强的反铁磁性研究（英文）

通过晶体结构、电学和磁学测量,我们系统地研究了Fe掺杂的烧绿石Bi_(2-x)Fe_xIr_2o_7(x=0.1,0.2,0.3,0.4)样品.X射线衍射证实了高结晶的Bi_(2-x)Fe_xIr_2o_7保持立方结构.样品体系显示出金属-绝缘体转变:当x=0.1,转变温度为63.870K.随着Fe含量的增加,转变温度呈上升趋势.掺杂样品显示出增强的反铁磁性,并随着Fe掺杂增加,反铁磁性增强.当掺杂量增加到0.3时,样品发生类自旋玻璃态转变.     

Competition between σ-hole pnicogen bond and π-hole tetrel bond in complexes of CF2=CFZH2 (Z = P,As, and Sb)

ABSTRACT

A computational study of the complexes formed by F₂C=CFZH₂ (Z?=?P, As, and Sb) and F₂C=CFPF₂ with two Lewis bases (NH₃ and NMe₃) has been carried out. In general, two minima complexes are found, one with a σ-hole pnicogen bond and the other one with a π-hole tetrel bond in most complexes but two σ-hole pnicogen bonded complexes are obtained for F₂C=CFZH₂ and NH₃. They have similar stability though F₂C=CFSbH₂ engages in a much stronger σ-hole pnicogen bond with NMe₃. The –PF₂ substitution makes the π-hole on the terminal carbon form a tetrel bond with NH₃. A heavier –ZH₂ group engages in a stronger σ-hole pnicogen bond but results in a weaker π-hole tetrel bond. Other than electrostatic interaction, the stability of both complexes is attributed to the charge transfer from the N lone pair into the C–Z/H–Z anti-bonding orbital in the pnicogen bond and the C=C anti-bonding orbital in the tetrel bond.

The σ-hole pnicogen bonded and π-hole tetrel bonded complexes between F₂C=CFZH₂ (Z = P, As, and Sb) and two Lewis bases (NH₃ and NMe₃) have been compared. The results indicate that both interactions can compete, dependent on the nature of the N base.     

Heusler合金Li_2AlX(X=Ga,In)的晶格动力学和电子特性（英文）

本文计算了 Heusler合金Li_2AlGa和Li_2AlIn的晶格参数、体积模量、体积模量的一阶导数、电子能带结构、声子色散曲线和声子态密度,并与密度泛函理论中的广义梯度近似计算结果进行比较.计算的晶格参数与文献有很好的一致性.两个Heusler合金的电子能带结构表明它们是半金属结构.并利用声子色散曲线和声子密度图研究Heusler合金晶格动力学.Li_2AlGa和Li_2AlIn Heusler合金在基态呈现动力学稳定.     

4s和4p半核态引入价态(导致杂化指数降低)可以减弱Mo_n(n=2～18)团簇的二聚体现象的第一性原理研究（英文）

钼团簇因具有独特的结构、电子和物理化学性质,被期待在未来的纳米科技中扮演重要角色,但是它们的基态结构至今还存在争议.本研究采用粒子群优化(CALYPSO)方法对Mo_n(n=2～18)团簇的晶体结构进行全局域能量最小化搜索,并结合第一性原理方法进一步优化.计算表明:当4s和4p半核态不作为价态时,Mo_n(n=2～18)团簇有明显的二聚体趋势,原子数为偶数的团簇往往是"幻数"团簇,具有较高的稳定性;但是,将4s和4p电子作为价电子后,平均杂化指数H_(sp)、H_(sd)和H_(pd)显著降低,二聚体趋势急剧减弱.本文报道了Mo_n(n=11,14,15)团簇的新基态结构,证明了半核态对于Mo_n团簇是十分重要的.     

Cr2O3中反铁磁自旋波的低频拉曼光谱研究(英文)

反铁磁自旋波在高速和低能耗信息处理方面具有很大潜力。然而,在反铁磁体系中激发和检测太赫兹自旋波是具有挑战性的。在本工作中,我们验证了低频拉曼光谱可作为探测反铁磁体系中自旋波的有力工具。我们通过拉曼光谱系统研究了典型的单轴反铁磁体Cr₂O₃中的反铁磁自旋波,我们的测量范围低至2.3 cm^-1(69 GHz)。我们分析了自旋波的塞曼劈裂和自旋翻转相变。我们进一步通过偏振拉曼的方式确定了自旋波能支的角动量符号。我们还得到了Cr₂O₃的各向异性能,g因子和自旋翻转场随温度和磁场变化的函数关系。自旋波重整化理论解释了所有实验观测结果。     

电子与氢原子碰撞激发（n=2,n=3态）微分散射截面理论计算

应用耦合通道光学势方法，计算了中等能量范围电子碰撞激发氢原子到ｎ＝２，ｎ＝３激发态以及弹性散射的微分散射截面，将计算结果同实验和其它理论方法进行了比较。     

第一性原理计算M_2C (M=V,Nb, Ta)的结构、弹性和热力学性质（英文）

通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了M_2C (M=V, Nb, Ta)(空间群:pbcn, No:60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质.该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在CASTEP代码中实现.首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据吻合较好.其次,计算了过渡金属碳化物的分波态态密度和总态密度,结果表明这三种过渡金属碳化物均为金属,金属丰度由高到低的顺序为:V_2C Nb_2C Ta_2C.第三,研究了高压下的弹性常数C_(ij)、集料弹性模量(B、G、E)和泊松比.其中计算得到Ta_2C的体积模量最高(257 GPa).根据弹性稳定性判据,预测这三种化合物在100 GPa以内均具有力学稳定性.计算的B/G比值表明,这三种化合物在100 GPa范围内具有延展性.最后,利用准谐德拜模型研究了这三种化合物的热力学性质.     

稀有气体化合物MRg~+和MRgF(M=Co,Rh,Ir,Rg=Ar,Kr,Xe)的成键分析（英文）

本文运用B3LYP、MP2、MP4(SDQ)和CCSD(T)方法对由稀有气体原子(Ar,Kr,Xe)与过渡金属原子(Co,Rh,Ir)形成的化合物MRg~+和MRgF进行了几何结构优化和频率计算,并探究了这些化合物的热力学性质.结果表明,MRg+在热力学上是稳定的,而MRgF在热力学上为亚稳态.同时使用分子中的原子理论的电子密度拓扑分析方法、自然键轨道分析方法、能量分解分析方法等多种分析方法来解析M-Rg的成键性质.结果显示,化合物MRg~+的单位正电荷主要分布在金属M上,且这类化合物中金属的电子密度分布与单价离子M~+相似,因此MRg~+中的M-Rg键弱且不共价.与MRg~+相比,MRgF中的M-Rg键长更短(接近于M与Rg原子的理论共价半径之和),Wiberg键级指数更大,具有部分共价性质.     

拓扑绝缘基铁磁/铁磁超导隧道结的磁效应和塞曼效应(英文)

运用拓展的BTK理论研究了拓扑绝缘层上铁磁/铁磁超导隧道结的磁效应和塞曼效应,同时考虑了铁磁体和铁磁超导体之间的费米能级错配效应.研究发现:在该系统中塞曼效应和邻近效应可以共存;铁磁体和铁磁超导体之间的费米能级错配效应能够增强系统中发生在eV=Δ处的Andreev谐振散射过程和邻近效应.