三角形石墨烯量子点阵列的磁电子学特性和磁输运性质

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了三角形石墨烯纳米片用不同连接方式拼接而成的四种一维量子点阵列(1D QDAs)的磁电子学性质和磁输运性质.结合能计算表明所有1D QDAs是非常稳定的.特别是研究发现1D QDAs的电子和磁性质不仅依赖于磁性态,也明显依赖于连接方式,如在无磁态时,不同量子点阵列(QDAs)可为金属或窄带隙半导体.在铁磁态时,不同QDAs能为半金属(half-metal)或带隙不同的双极化磁性半导体.而在反铁磁态时,不同QDAs为带隙不等的半导体.这些结果意味着连接方式对有效调控纳米结构电子和磁性质扮演重要的角色.1D QDAs呈现的半金属或双极化磁性半导体性质对于发展磁器件是非常重要的,而这些性质未曾在本征石墨烯纳米带中出现.同时,我们也研究了一种阵列的磁器件特性,发现其拥有完美的(100%)单或双自旋过滤效应,尤其是呈现超过109%的巨磁阻效应.

石墨烯量子磁输运性质的电场效应

最近研究发现石墨烯在一维周期性电学或磁学调制势下,其扩散电导率会出现Weiss振荡.本文进一步探索了面外加垂直磁场和面内加横向电场以及一维周期性弱调制电学势的多场耦合作用下,石墨烯的量子磁输运性质,结果表明:Weiss振荡振幅和电导率数值都随着静电场的增加而增加.有趣的是,当电场与磁场的比值达到某一临界值,即β_1=E/(ν_F·B)=1时,输运电导率的Weiss振荡突然消失.这一奇特现象在传统的二维电子气体中是不存在的,因此可以归因于石墨烯载流子外加电磁场的反常相对论性能谱.

Fe位Al掺杂对Sr_2FeMoO_6磁结构和磁输运性质的影响

研究了Sr_2Fe_(1-x)Al_xMoO_6(0≤x≤0·30)系列多晶样品的磁学和输运性质.室温X射线衍射谱图的精修结果显示Al^(3+)掺杂没有改变样品的晶格结构,但提高了Sr_2FeMoO_6晶格的阳离子有序度.5K时样品的磁化曲线说明平均单位分子饱和磁矩随着Al含量的增加而下降,但平均单位Fe离子磁矩却逐渐提高.磁化曲线的拟合结果显示样品内反铁磁相互作用对饱和磁矩的贡献随着Al含量的增加而下降,说明一定量的Fe离子被Al替代后,抑制了样品内Fe—O—Fe反相边界的形成,从而提高了Sr_2FeMoO_6晶格的阳离子有序度和平均单位Fe离子磁矩.对饱和磁矩的分析表明非磁性Al^(3+)离子掺杂会形成无磁相互作用的Mo—O—Al—O—Mo区,可以将原来较大的Mo—O—Fe亚铁磁区分割成许多小的区域,并且使这些亚铁磁区间的磁耦合作用变弱,从而提高了低场磁电阻效应.阳离子有序度的提高使来源于自旋相关电子在反相边界处散射的高场磁电阻明显降低,导致了样品的磁电阻在x=0·15时达到了最大值.

串型耦合双量子点处于自旋阻塞区时磁输运性质的研究

使用双杂质安德森模型的哈密顿量,从理论上研究了串型耦合双量子点系统处于自旋阻塞区时的磁输运性质,并用主方程近似方法求解了哈密顿量.结果表明,自旋轨道耦合作用导致的双量子点间的自旋反转隧穿能够解除系统的自旋阻塞.同时也研究了超精细相互作用导致的在量子点内自旋反转和双量子点之间的自旋关联对系统的磁输运性质的影响,取得了一些有价值的结果,并对相关的物理问题进行了讨论.

(Ga,Mn)As磁电输运性质的研究进展

综述了Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体(Ga,Mn)As磁电性质的研究进展,尤其是(Ga,Mn)As单层膜和多层膜结构的磁电输运性质的详细研究状况。关于(Ga,Mn)As的结构与物理性质的信息可由单层膜的反常霍尔效应、平面霍尔效应、电阻对温度的依赖关系与磁阻各向异性等磁电输运性质测量得到;而多层膜中观察到的自旋阀效应、自旋相关散射与层间交互耦合等现象,对加深稀磁半导体的基本物性认识、拓展稀磁半导体的实际应用空间非常重要。最后总结并展望了(Ga,Mn)As未来的发展趋势。

Effect of second introduced phase on magnetotransport properties of La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/0.33(CuO, ZnO, Al_2O_3) composites

The structure, magnetic and magnetotransport properties of La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)/0.33(CuO, ZnO, Al2O3) compositeswere investigated to explore the role of second introduced phase. The microstructural analysis shows two kinds of grain boundaries:LSMO/LSMO and LSMO/second phase/LSMO. Two maximal resistivities appear in LSMO/0.33CuO and LSMO/0.33ZnOcomposites while the resistivity of LSMO/0.33Al2O3 decreases monotonically with increasing the temperature from 200 K to 400 K.Moreover, the temperature dependence of magnetoresistance(MR) of LSMO/0.33Al2O3 that decreases monotonically with increasingthe temperature is different from that of LSMO/0.33CuO and LSMO/0.33ZnO. A developed two-channel model consisting ofscattering model and tunneling model was proposed to fit the resistivity—temperature curves of these composites. The role of secondintroduced phase and the magnetotransport mechanism of these composites were elucidated.

上海光机所在超导拓扑绝缘体CuxBi2Se3的非常规超导电性研究中取得进展

近日,中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室与复旦大学、北京高压科学研究中心、南京航空航天大学等合作,在超导拓扑绝缘体CuxBi2Se3的超导机理研究方面取得进展,成功生长出目前该体系最高超导转变温度的单晶样品(Tc=4.18K),进一步系统的电、磁输运性质研究表明该体系属于掺杂半导体家族中的非常规超导体,为铋硒基拓扑材料的超导机理研究作了重要补充。