单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响.研究表明应变可以有效调控本征和N掺杂4H-SiC的带隙,在拉应变作用下,带隙单调减小;而在压应变作用下,带隙先增大后减小,当压应变为-1%时,带隙达到最大值.对态密度的分析可知本征和N掺杂4H-SiC的价带顶主要来自Si 3p和C 2p态电子,导带底主要来自Si 3p态电子,C 2p态和Si 3p态通过影响价带顶和导带底从而导致应变结构中带隙发生变化.通过Mulliken布局和差分电荷密度分析可知,随着晶格常数的增加Si原子向C原子和N原子转移的电荷减少,同时Si-C原子和Si-N原子之间的共价性减弱.

多场耦合Fe基合金巨磁阻抗效应调控机制

Fe基合金性能优异,是首选的“双绿色”节能材料,在电力电子信息领域具有重要的应用价值.本文对单辊快淬制备的Fe_(64.8)Co_(7.2)Nb_(4)Si_(4.8)B_(19.2)非晶薄带实施多场耦合热处理(电流张应力退火),采用阻抗仪和磁力显微镜观测薄带纵向驱动巨磁阻抗效应及磁畴结构,结合X射线衍射、随机各向异性模型和数值拟合分析薄带的磁晶各向异性和应力各向异性,提出磁各向异性竞争因子k,从磁各向异性角度研究合金带巨磁阻抗效应调控机制.结果表明,k≤0.147的薄带展现出“单峰”和“穹顶”状的巨磁阻抗效应,且具有较规则的横向磁畴结构;而k>0.147的薄带展现出“尖刺+穹顶”状巨磁阻抗效应,同时在较不规则的横向畴畴壁处观测到新畴的形核和分裂,这为磁各向异性的竞争抑制作用提供了佐证.因此,本研究认为多场耦合热处理Fe_(64.8)Co_(7.2)Nb_(4)Si_(4.8)B_(19.2)合金薄带展现出良好的应力敏感特性可由磁各向异性的竞争抑制作用解释,它是材料巨磁阻抗效应实现调控的主要原因,在调制优化材料磁性能方面具有良好的应用前景.

Fe基合金应力感生不可逆磁各向异性机理

Fe基合金因独特的磁性能和简单的生产工艺,被视为是重要的“双绿色”节能材料.本文对Fe_(73.5)Cu_(1)Nb_(3)Si_(13.5)B_(9)非晶薄带进行不同物理时效处理(张应力退火、回火),采用动态应变测量技术,结合纵向驱动巨磁阻抗效应和同步辐射X射线衍射研究应力感生磁各向异性和晶格各向异性的弛豫动力学,探寻应力感生磁各向异性的物理起源.结果表明:退火过程薄带轴向应变在玻璃转变点以下表现为弹性,在玻璃转变点以上主要表现为塑性;感生磁各向异性和晶格各向异性表现出不同的弛豫动力学,数值拟合预言前者通过无限次回火归一化的磁各向异性趋于κ=0.144的稳态值,而后者仅通过有限次回火便可弛豫为0;构建纳米晶分布各向异性模型,主张应力感生不可逆磁各向异性K_(d)是由纳米晶分布各向异性Δδ所致,且满足K_(d)=kΔδ的函数关系.本文认为应力感生磁各向异性起源于纳米晶晶格各向异性和分布各向异性的协同作用,对理解应力感生磁各向异性机理具有指导意义.