二维磁性材料及多场调控研究进展

二维磁性材料是二维材料家族的新成员,其在单原胞层厚度依然保持长程磁序且易受外场调控,这为二维极限下的磁性以及其他新奇物理效应的研究提供了理想的平台,又为低功耗自旋电子学/磁存储器件的研制开辟了新的途径,成为国际上备受关注的前沿热点.本综述首先系统介绍了近年来发现的各类本征二维磁性材料的晶体结构、磁结构以及磁性能,并讨论了由磁场、电场、静电掺杂、离子插层、堆叠方式、应变、界面等外场调控二维磁性材料磁性能的研究进展,最后进行总结并展望了二维磁性材料未来发展的研究方向.深入理解二维磁性材料磁性的起源和机理、研究其磁性能与微观结构之间的关联,为寻找具有更高居里温度(奈尔温度)的磁性材料、设计多功能的新概念器件具有重要意义.

钙钛矿锰氧化物的多场调控

钙钛矿型锰氧化物因其各量子态的自由能相近而存在多个亚稳相的共存与竞争,外加场的调控可导致各相之间的转换。总结了以应力场或光场为基础的多场调控研究进展,展望了锰氧化物多场调控的发展趋势。目前研究发现锰氧化物薄膜中应力诱导磁电阻增强效应、电流增强光电导效应、磁场对持久光电导的擦洗效应等多场调控效应,这些调控效应对发展新一代的氧化物功能器件具有重大意义。

铁电薄膜的多外场调控

铁电薄膜在非易失随机存储器、压电器件、热释电器件和电光器件中有着广泛的应用。由于极化—晶格—电荷自由度的强烈耦合,铁电薄膜的特性不仅可以被电场调控,也可以被多种其他外场调控。文章分别阐述了电场、力场和光场对铁电薄膜极化和导电特性的调控作用及物理机制,并展示了电驱动、机械驱动和光驱动等新型铁电器件的应用潜力。多种外场的调控作用可以突破传统电场调控在电路接入和击穿、漏电等失效行为方面的限制,为铁电器件的设计提供新思路。

核主泵屏蔽套用薄板激光焊接应力和变形的多场协同调控数值模拟

为了揭示核主泵屏蔽套用Hastelloy C-276薄板脉冲激光焊接的热力学行为,借助ANSYS软件建立了三维有限元模型。实验测量了焊接温度历程和残余变形,验证了所建立有限元模型的可靠性。基于验证的有限元模型,采用改变焊接过程中的夹具拘束和随焊激冷等多场调控参数的方法,进一步研究了夹具拘束距离、激冷位置以及激冷强度对Hastelloy C-276薄板焊接纵向残余应力和横向收缩变形的影响规律。结果表明,温度历程和残余变形的模拟结果与实验结果吻合较好;多场调控参数对焊接纵向残余应力和横向收缩变形的分布和大小有显著影响。鉴于焊接纵向残余应力和横向收缩变形是影响核主泵屏蔽套周长尺寸精度、整体稳定性以及超长使役的关键因素,确定了既降低横向收缩变形又兼顾纵向残余应力尽量小的合理多场调控参数是夹具拘束距离为12 mm,激冷位置为6 mm以及激冷强度为12500 W/(m^2·K)。

有机半导体激发态的量子调控

有机半导体激发态具有多样性和独特性,这使得有机器件呈现出丰富而特有的物理现象.从根本来说,有机器件的功能过程与这些激发态的动力学演化密切相关,包括产生、弛豫、输运、复合及相互转化等.目前,多种有机器件虽已被研制成功,但其功能机制中仍有许多未解之谜,其中激发态研究是重中之重,是有机半导体物理及器件研究的重心.多年来,我们基于有机半导体激发态独特的性质、相互作用及界面过程,围绕其功能器件中的关键科学问题,通过实验和理论相结合的手段,对其内部激发态的量子效应和调控开展了多尺度的深入研究.本文将结合相关研究背景对我们在有机光伏效应和有机自旋效应两方面的一些典型工作做简要介绍.