Heusler合金Co2TiSn的磁性与输运性能

通过对Heusler合金Co₂TiSn磁性和输运性能的实验研究，发现低场中Co_{2< /sub>TiSn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}     

Co2YSn(Y=Ti,Zr)电子结构和轨道磁性的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)采用第一性原理的全势能线性缀加平面波(FLAPW)的能带计算方法研究了强磁性Heusler合金Co2TiSn和Co2ZrSn的电子能带结构,在计算中考虑了自旋-轨道藕合(SOC)的修正.计算结果表明两种合金在费米面附近的能带结构是一个d-d电子杂化作用形成的能带.分析计算结果发现Co原子对磁矩有主要的贡献,两种Heusler合金的磁矩是由于Co原子3d eg的自旋劈裂形成的,3deg的自旋向下分量是合金的电子态密度(DOS)的主要来源.由能带计算得到Co2TiSn和Co2ZrSn的自旋磁矩分别为1.97μB和1.96μB,其中Co原子在上述两种合金中的自旋磁矩分别是1.01μB和1.02μB,轨道磁矩分别为0.041μB和0.051μB.     

Heusler合金Cu2VAl磁性及输运性质的研究

对Heusler合金Cu2VAl多晶甩带样品进行了磁性与输运性质方面的研究.实验发现Cu2VAl在温度T为210K附近发生铁磁-顺磁相变,为弱铁磁体.输运性质的测量表明在7.2K时电阻因局域杂质超导相变而发生突变,电子和声子之间的散射是主要的散射机理.居里温度Tc以下存在侧跃导致的反常霍尔效应,并且7K附近的相变导致霍尔电阻率发生异常.     

自旋轨道耦合系统中的整数量子霍尔效应

研究了Rashba自旋轨道耦合作用下的二维无限长条形样品中的电子输运,计算了样品的霍尔电导和纵向电阻,得到了完整的整数量子霍尔效应.在一定强磁场范围内,由于样品两边缘的限制,能级在大波矢范围快速上升,在小波矢范围形成平坦的朗道能级.强磁场下自旋轨道耦合完全解除自旋简并.位于朗道能级上升和下降区域的电子形成传输电流.计算结果表明,霍尔电导呈现台阶型,平台出现在e2/h的整数倍位置,形成霍尔平台.温度对霍尔平台的电导有一定影响.在某临界温度以下,霍尔平台电导可以达到10–9以上的精度.最后分析了声子发射和吸收产生整数量子霍尔效应的纵向电阻的机制,近似计算了弛豫时间,得到了纵向电阻.结果表明,纵向电阻在霍尔平台区域为零,而在霍尔平台之间出现峰值.     

Mg0.3Fe2.7GeTe2 单晶的磁性及霍尔效应研究

Fe3GeTe2 是一种具有稳定长程磁有序的准二维范德瓦尔斯磁性材料, 范德瓦尔斯材料的稳定性和可调性使其在自旋电子器件的应用方面具有巨大潜力. 本文用助熔剂法生长了 Mg 原子掺杂Fe2 位的 Mg0.3Fe2.7GeTe2单晶样品, 并对 Mg 掺杂Fe3GeTe2 的结构、磁性和输运性质的影响进行了研究. 磁性数据表明 Mg 掺杂后铁磁转变温度不变, 但样品的饱和磁矩减小. 输运性质的测量中观察到各向异性的反常霍尔效应, 与Fe3GeTe2 相比, Mg掺杂后的反常霍尔电阻率减小, 同时各向异性发生了变化.     

La2-xSrxCuO4体系正常态的低温反常输运与载流子的局域化

对La2-xSrxCuO4系列(x=0.06～0.20)样品的电阻率和霍尔系数等输运特性进行了系统研究.电阻率随温度变化的实验结果表明,对低掺杂样品,在正常态区域(T＞Tc),随Sr掺杂量的增加,各样品在低温区超导转变温度附近均发生了金属-绝缘体转变,且转变温度TMl随掺杂量的增加逐渐降低;对于最佳掺杂样品,其金属-绝缘体转变行为变得非常不明显,到x=0.18时完全消失.对正常态样品的霍尔系数而言,随温度的降低逐渐增大,且随Sr掺杂量的增加显示减小.表明载流子浓度随掺杂量的增加而增加.在低掺杂时,接近Tc的温区内霍尔系数RH迅速增大,随着掺杂量的增加Tc附近霍尔系数的增大变缓.霍尔系数在Tc附近的增大,表明低温区载流子浓度减少.电阻率和霍尔系数在低温区电输运的这种反常行为可从载流子的局域化角度给予初步解释.     

赋予科学家更多的自由和责任——访量子霍尔效应发现者Klaus von Klitzing教授

Klaus von Klitzing,德国物理学家,1943年生.他在1980年研究二维电子气在强磁场中的输运性质时发现了霍尔电阻高度精确的量子化效应.这一发现为他赢得了1985年的诺贝尔物理学奖.国际计量标准化组织在1990年决定使用量子霍尔电阻(RK=h/e2=25812.807欧姆)作为电阻的国际标准,并用他的名字命名.他的发现的重要性还在于量子霍尔电阻的精确性与普适性引发了规范不变性、几何相位和拓扑不变量等重要理论概     

MgO/Pt界面对增强Co/Ni多层膜垂直磁各向异性及热稳定性的研究

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备了Pt底层和MgO/Pt双底层的Co/Ni多层膜样品, 通过反常霍尔效应研究了不同MgO厚度和退火温度对样品垂直磁各向异性(perpendicular magnetic anisotropy, PMA)的影响. 随着底层中MgO厚度的逐渐增加, 样品的矫顽力也随之增强, 霍尔电阻变化不大; 对样品进行退火处理后发现, 单纯Pt底层的Co/Ni多层膜随着退火温度的升高, 霍尔电阻逐渐降低, 矫顽力则迅速降低, 热稳定性较差; 而当MgO/Pt双底层的样品在200 ℃退火后矫顽力大幅增加, 霍尔电阻略微有所减小, 更高的退火温度使得Co和Ni合金化, 导致多层膜的PMA特征减弱.     

磁场强度对霍尔推力器放电特性影响的实验研究

为探索霍尔推力器通道内优化磁场的标准,本文研究了磁场强度对其放电特性的影响规律.通过在保持磁场形貌不变（“聚焦”形）下改变磁场强度的大小,使用朗缪尔探针、光谱仪等测量手段分析了工作于不同磁安特性曲线段的推力器放电特性.研究表明：当磁场强度小于优化值时,电子横越磁场的传导以近壁传导机制为主;反之,当磁场强度大于优化值时,放电电流反常变化,而现有的电子输运传导机制不能解释这种现象. 关键词： 霍尔推力器 磁场强度 放电特性     

Co替代La2／3Ca1／3Mn0．9Co0．1O3输运特性和双峰效应的研究

系统研究了Mn位替代的La2/3Ca2/3Mn0.9Co0.1O3的电输运特性和磁诱导行为,这里替代Co离子的多价态对应有多重的自旋态变化.发现了存在于Co替代La2/3Ca1/3Mn0.9Co0.1O3电输运行为上的双峰效应,具体表现为除了居里温度Tc附近电阻-温度曲线的金属-绝缘(M-I)转变行为(TMIH约为182K)以外,在低温区域电输运行为出现二次性的类M-I转变现象(TMIL乱约为124K).通过对外加磁场下输运特性的研究表明,随外加磁场的增加,电阻-温度曲线整体呈现降低行为,即表现为负的磁电阻效应;同时,高温区峰值温度TMIH向高温区移动,这与传统CMR锰氧化物M-I转变特性完全一致;而低温峰值温度了TMIL则几乎不变,即TMIL表现出某种磁场无关的特征.结合样品磁特性测量结果,我们发现,除了场冷(FC)和零场冷(ZFC)曲线的分叉现象可能证明Co替代诱导Mn位的磁无序而导致体系出现不均匀的铁磁/反铁磁(FM/AFM)团簇外,在低温峰值温度TMIL乱附近没有观察到磁性异常变化.对照对Cu和Cr等相关体系的类似研究,证明这种低温二次M-I转变可能与Co替代导致体系的氧缺陷有关.