第一性原理计算MgB2薄膜拉伸对超导电性的影响

应用全势线性响应线性糕模轨道方法计算MgB2的电子能带结构、声子谱及电声子耦合常数,并讨论MgB2的超导电性.通过比较MgB2薄膜双轴拉伸前后超导电性的变化可以看出,随着a轴晶格常数增大和c轴晶格常数减小,声子谱中硼的E2g声子频率显著下降,使得电声子耦合强度λ和声子对数平均频率ωln增强,提高了MgB2薄膜的超导转变温度.理论计算结果与文献中的实验测量结果相符.     

低温氮化硅薄膜的介电性能研究

研究了微波电子回旋共振等离子体化学汽相沉积低温氮化硅薄膜在5—10⁶Hz频率范围内的介电性能．由于低温氮化硅薄膜为具有分形结构的纳米非晶薄膜，致使氮化硅薄膜的介电谱、损耗谱在低频区和高频区具有两种不同的分布规律．在低频区介电谱具有ε′∝ω^n－1₁的关系，ｎ₁在0.82—0.88之间，是电子跳跃导电的结果；在高频区介电谱具有ε′∝ω^n-1₂的关系，n₂在0 关键词：     

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3和Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3高温超导薄膜内的应变对其微波表面电阻影响的研究

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3 (YBCO/LAO) 超导薄膜是通过热蒸发沉积方法制备的,实验中使用的Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3 (TBCCO/LAO) 超导薄膜是通过直流磁控溅射方法制备的.通过分析两片超导薄膜的XRD谱计算出了两片超导薄膜内的应变,ΔCY=4.8483×10-3;ΔCT=8.5272×10-5,结果显示YBCO超导薄膜内的应变要大于TBCCO超导薄膜内的应变.另外,采用共面谐振技术研究这两片超导薄膜内的微波表面电阻随温度的变化,结果表明YBCO超导薄膜具有更大的微波表面电阻.分析和讨论了应变对超导薄膜微波表面电阻的影响.     

关于超导临界温度级数收敛半径的一个注记

本文指出,对于实际的归一化有效声子谱函数g(ω),一般来说,z_ph≡F(-ω_ph^-2是函数z=F(y)≡∫₀^(ω_ph)(ω²y)/(ω²y+1)g(ω)dω的反函数的分支点。因此,在估算超导T_c级数的收敛半径时,应当予以考虑。 关键词：     

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3和Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3高温超导薄膜内的应变对其微波表面电阻影响的研究

YBa₂Cu₃O_7-δ/LaAlO₃ (YBCO/LAO) 超导薄膜是通过热蒸发沉积方法制备的,实验中使用的Tl₂Ba₂CaCu₂O₈/LaAlO₃ (TBCCO/LAO) 超导薄膜是通过直流磁控溅射方法制备的.通过分析两片超导薄膜的XRD谱计算出了两片超导薄膜内的应变,ΔC_{关键词： YBCO/LAO TBCCO/LAO 超导薄膜 应变 表面电阻}     

关于MgB2/Al2O3超导薄膜电阻转变和各向异性的研究

利用电子束蒸发方法将MgB2超导薄膜沉积到Al2O3(001)衬底上.采用标准的四引线法研究了磁场平行和垂直超导薄膜ab平面下的电阻转变.一个激活能模型 U(T,H)= U0(1-T/(Tc+δ))n (1-H/Hc2(0))m被建立用来分析超导薄膜磁通线的激活能和电阻转变,结果表明该模型能够在整个转变温度范围描述超导体磁通线的激活能和电阻转变.另外,利用多项式Hc2(t)=Hc2(0)+At+Bt2分析了MgB2/Al2O3超导薄膜的上临界磁场,获得了该超导薄膜的各向异性参数γ=Hc2ab(0)/Hc2c(0)= 2.26.     

Al_2O_3衬底MgB_2薄膜的超导特性随薄膜厚度的变化

近来超薄MgB2薄膜被认为在研制新型超导电子器件方面具有比较重要的应用前景,对其超导特性的研究同时对理解低维度情形下的多带超导电性也有重要意义.在(0001)Al_2O_3衬底上,我们利用混合物理化学气相沉积方法生长了一系列厚度在50 nm至10 nm的MgB2超导薄膜,测量了薄膜的电阻率—温度曲线及其在不同磁场下的超导转变,考察了薄膜的基本特性参数如超导转变温度T_c、剩余电阻比RRR及超导上临界磁场H_(c2)等随薄膜厚度d的变化.测量发现H_(c2)(T)随温度变化呈现出线性依赖关系,反映出MgB_2薄膜的两带超导特性.随着d的降低,发现薄膜的T_c及RRR值逐渐下降,0 K时的H_(c2)(0)逐渐升高.进一步地,我们发现薄膜的T_c与H_(c2)(0)都随RRR值呈现出比较单调的变化:T_c随RRR值降低而降低,H_(c2)(0)随RRR值降低而升高,表明RRR值是影响薄膜超导特性的比较重要的变量.依照两带超导理论对此现象的分析表明,与薄膜的RRR值降低相伴随的可能是MgB_2薄膜内σ带电子和π带电子的带间散射率的增强.     

Al_2O_3衬底MgB_2薄膜的超导特性随薄膜厚度的变化

近来超薄MgB_2薄膜被认为在研制新型超导电子器件方面具有比较重要的应用前景,对其超导特性的研究同时对理解低维度情形下的多带超导电性也有重要意义.在(0001)Al_2O_3衬底上,我们利用混合物理化学气相沉积方法生长了一系列厚度在50nm至10nm的MgB_2超导薄膜,测量了薄膜的电阻率—温度曲线及其在不同磁场下的超导转变,考察了薄膜的基本特性参数如超导转变温度T_c、剩余电阻比RRR及超导上临界磁场H_(c2)等随薄膜厚度d的变化.测量发现H_(c2)(T)随温度变化呈现出线性依赖关系,反映出MgB_2薄膜的两带超导特性.随着d的降低,发现薄膜的T_c及RRR值逐渐下降,0K时的H_(c2)(0)逐渐升高.进一步地,我们发现薄膜的T_c与H_(c2)(0)都随RRR值呈现出比较单调的变化:T_c随RRR值降低而降低,H_(c2)(0)随RRR值降低而升高,表明RRR值是影响薄膜超导特性的比较重要的变量.依照两带超导理论对此现象的分析表明,与薄膜的RRR值降低相伴随的可能是MgB_2薄膜内σ带电子和π带电子的带间散射率的增强.     

K_(0.8)Fe_2Se_2晶体c轴向载流子输运特性的研究

成功制备了超导临界温度为27 K的K0.8Fe2Se2晶体,并详细研究了晶体c轴向的载流子输运特性.结合X射线衍射、光学显微镜下的形貌、变温电阻率的测试结果表明,样品存在有"相分离",但是这类层状铁基超导体材料的两个相不是简单沿c轴向层状交替排布的,而应该是沿着c轴向存在弱联系的金属相链接通路,金属相部分形成近3维的空间网状链接模式.热导率测试和复阻抗谱z(ω,T0)的研究表明超导晶体沿着c轴方向存在有大量的相界面,所束缚的极化电荷致使相对介电常数达到106数量级,相应地在10 MHz附近出现负的相位特征.     

反应气压对直流磁控反应溅射制备的氧化银薄膜的结构和光学性质的影响

利用直流磁控反应溅射技术,通过调节反应气压(RP),在250 ℃衬底温度下制备了一系列氧化银 (Ag_xO) 薄膜,并利用X射线衍射谱、能量色散谱和分光光度计重点研究了RP对Ag_xO薄膜的结构和光学性质的影响. 研究结果表明,随着RP从0.5 Pa升高到3.5 Pa,薄膜明显呈现了从两相(AgO+Ag₂O)到单相(Ag₂O)结构再到两相(Ag₂O+AgO)结构的演变. 特 关键词： 氧化银薄膜 直流磁控反应溅射 X射线衍射谱 光学性质     

厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox高温超导薄膜

采用直流磁控溅射和在纯氩气中后热处理的方法,在LaAlO3(001)衬底上生长出厚度小于100nm的Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212)超导薄膜.在77K和零磁场下,100nm厚的薄膜具有105.3K的超导转变温度和2.33×106A/cm2的临界电流密度.这些值与较厚的Tl-2212薄膜的最好值相符.30nm厚的薄膜仍具有大于100K的转变温度,并具有光滑致密的表面形貌和外延生长的晶体结构.20nm厚的薄膜仍显示出正常态的金属行为和充分的超导转变.当厚度小于20nm时,薄膜的表面形貌和超导电性明显变坏,6nm厚的薄膜在15K低温下,未发现超导转变.从这个意义上看,20nm为我们所研究的Tl-2212薄膜的临界厚度.     

非晶态超导体的Tc,2△0／kBTc和声子谱参量

分析研究了非过渡金属非晶态超导体的超导参量 T_c、2△_0 和声子谱参量λ、<ω>、<ω~2>与霍耳系数 R_H 之间,以及 T_c 与声子谱参量ω_0 和<ω>/ω_c 之间的关系,发现,在 R_H=-3.5—-4.0×10~(-11)m~3/AS 范围内同时存在着上述超导和声子谱参量的最大值;具有高ω_0 的材料对获得高 T_c 非晶态超导体有利;非晶态超导体的 T_c 与点阵无序度(<ω>/ω_0)近似地成线性关系.在上述结果的基础上,分别提出了一个非晶态超导体的 T_c 公式T_c=Aλ<ω>~(1/2)/(<ω>/ω_0+(1+λ)/20)和一个2△_r/k_BT_c 公式2△_0/k_BT_c=4.95[1-T_c<ω>_(1/2)/A(1/λω_0+1/20<ω>+1/20<ω>)]按照所提出的公式,第一次指出了,非过渡金属非晶态超导体既可以是一个2△_0/k_BT_c 比BCS 理值大得多的典型的强耦合超导体,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 比 BCS 理值还要小得多的甚弱耦合超导体.当然,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 值与 BCS 理论基本一致的弱耦合超导体.解释了结晶态弱耦合超导体的2△_0/k_BT_c 测量值偏离于 BCS 理论的原.     

磁性超导体的临界温度理论

本文将文献[1]中的理论推广到磁性超导体的情形,研究了自旋涨落对超导临界温度的抑制作用,给出了磁性超导体的临界温度的级数展开公式为其中系数b_0、b_4、b~2…仅仅是库仑赝势μ和电子-自旋涨落耦合常数λ_s的函数.〈ω~(2n)〉、(ω~(2n))分别为有效声子谱α~2F(ω)和有效自旋涨落谱略α_m~2F(ω)的偶次矩.本文同时还给出了上述公式与数值解的比较的数字结果,并求出电声子耦合强度的临界值为μ与λ_s之和.     

高气压直流辉光CH4/H2等离子体的气相过程诊断

对高气压(约100 Torr) 直流辉光碳氢等离子体的气相过程进行了光谱和质谱原位诊断. 在高气压下, 等离子体不同区域光发射特性存在明显差异. 正柱区存在着以C₂和CH为主的多个带状谱和分立谱线, 阳极区粒子发射谱线明显减少, 而在阴极区则出现大量复杂的光谱成分, 表明高气压情形下等离子体与阴极间强烈的相互作用将导致复杂的原子分子过程. 从低气压到高气压演变过程中, 电子激发温度降低而气体分子转动温度升高. 在高气压下, 高甲烷浓度导致C₂, C₂H₂及C₂H₄增多而C₂H₆减少. 表明在高气压条件下, 气体温度对气相过程的影响作用显著增强. 关键词： 高气压直流等离子体 光发射谱 质谱     

基于N+2(B2∑+u→X2∑+g)的电弧等离子体振动温度和转动温度测量

通过光谱诊断系统测量大气压直流氩氮等离子体射流的发射光谱,在光谱紫外波段观察到氮的第一负带系N 2(B2∑ u→X2∑ g),利用N 2(B2∑ u→X2∑ g)跃迁的△v=0谱带系v'=0→v"＝0和v'＝1→v"＝1谱带,对实验测得的谱带和模拟计算得到的谱带进行点对点对比,得到了等离子体射流的振动温度和转动温度,并就仪器展宽、振动温度和转动温度对谱带结构和形状的影响进行了分析.结果表明在文章所述的实验条件下,等离子体的电子温度、振动温度、转动温度和化学动力学温度基本相等,大气压直流氩氮等离子体射流达到局域热力学平衡.     

YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3和Tl2Ba2CaCu2O8/LaAlO3高温超导薄膜内的应变对其微波表面电阻影响的研究

YBa₂Cu₃O_7-δ/LaAlO₃ (YBCO/LAO) 超导薄膜是通过热蒸发沉积方法制备的，实验中使用的Tl₂Ba₂CaCu₂O₈/LaAlO₃ (TBCCO/LAO) 超导薄膜是通过直流磁控溅射方法制备的.通过分析两片超导薄膜的XRD谱计算出了两片超导薄膜内的应变，ΔC相似文献   

调制光/电作用下染料敏化太阳电池中电荷传输和界面转移研究

详细讨论了染料敏化太阳电池(DSC)在稳态光照射或外加偏压下电荷的传输和转移过程,以及在调制光/电作用下电池的频率响应特点.通过电化学阻抗谱、光电化学阻抗谱、强度调制光电流谱和强度调制光电压谱等四种频谱光电测试手段,对DSC中TiO₂薄膜电子传输和界面转移的相关时间常数进行测量.详细分析和比较了电荷的传输及转移过程对时间常数的影响.结果表明,在低光强或低偏压下电荷传输和转移过程对时间常数影响较小,但在高光强或高偏压下对电子寿命影响明显.     

超声射流CCl2 自由基激光诱导荧光激发谱

用CCl4 /Ar混合气体脉冲直流高压放电产生CCl2 自由基 ,在超声射流冷却下获得了CCl2 A 1B1- X 1A14 40～ 5 80nm的K 结构分辨的激光诱导荧光激发谱 .通过K 结构分辨谱的分析 ,对 72 2条转动子谱带进行了归属 ,得到了激发态CCl2 A 1　B1的两个全对称振动模式的振动频率、非谐性常数和转动常数差值 ,即激发态的振动频率ω1=6 31.2 0cm-1,ω2 =30 2 .0 0cm-1,A′-B′ =3.476cm-1.     

在强磁场中金属薄膜的超导电理论(Ⅰ)

本文研究了在接近转变温度T_c的区域内,超导薄膜在磁场中的性质。磁场是沿着超导膜的表面。在文章中,首先对Γорьков理论进行了分析,指出这个理论实际上是采用了局域近似,这个近似主要是隐含在他所采用的磁场中电子Green函数G_ω⁰(rr′)的表示式中。作者指出,Γорьков所采用的G_ω⁰(rr′)表示式对于本文研究的问题是不适用的,本文采用G_ω⁰(rr′)按矢势的微扰展开式。本文把Γорьков的补偿方程和电流方程推广到超导膜。对于d<δ₀(T)的膜,求出了这二个方程的解,得到超导薄膜的矢势、磁矩、能隙和临界电流的表达式,并研究了超导薄膜在磁场中的相变问题,求得超导薄膜的临界磁场。本文所得到的结果,对比较厚的膜(d?ξ₀)和ГЛ理论一致,而对比较薄的膜(d<ξ₀)和ГЛ理论有着显著不同(除了临界电流和超导膜在磁场中相变级数的判据外),二者的差异特别是表现在对厚度依赖关系上。由于本文所采用的近似,所得到的结果适用于δ₀(T)>d?d^*情形,其中2d^*=(1/(0.36)×ξ₀/p₀)^1/2,对于Sn,2d^*～10^-6cm。     

BaTi_2Bi_2O的电子结构与磁性（英文）

采用第一性原理计算,我们对BaTi2Bi2O材料的电子结构和磁性做了详细的研究.其非磁性态的计算结果显示,费米能级处的态密度主要来自d2 z,d x2-y2和dxy三个轨道的电子.费米面主要有三部分组成,并且将其沿着矢量q1=(π/a,0,0)和q2=(0,π/a,0)平移时,第三部分费米面(沿着X-R连线)与第一部分费米面(M-A连线)a嵌套明显,计算得出磁化系数χ0(q)值出现在在X点出现峰值,这一点与峰M点的FeAs基超导体不同.上述磁化率峰值可以诱导产生自旋密度波,这使得BaTi2Bi2O的磁性基态是能量基本简并的bi-collinear antiferromagnetism(AF3)与blocked checkerboard antiferromagnetism(AF4)磁性态.随着空穴掺杂,χ0(q)的峰值降低并且变得有些不对称,而电子掺杂则导致峰值变大.一般认为超导序和磁性序相互竞争,当自旋涨落被完全压制时,超导出现,这正好可以解释为什么超导只能出现在空穴掺杂型化合物而非电子掺杂型里.