正常金属-绝缘层-d波超导结中的隧道谱与散粒噪声

在正常金属 绝缘层 d波超导隧道结中 ,考虑到绝缘层的势垒散射效应 ,运用Bogoliubov deGennes方程和Blonder Tinkham Klapwijk理论模型 ,计算系统的微分电导和散粒噪声随偏压的变化关系 .研究表明 ,绝缘层的势垒高度与绝缘层的厚度都能使 :(1)零偏压电导峰变得尖锐 ;(2 )微分散粒噪声的峰位置向零偏压处位移 ;(3)散粒噪声功率与平均电流的比值随绝缘层厚度与高度的增大在大偏压下趋于

正常金属-绝缘层-无序层-s波超导结中的隧道谱与散粒噪声

考虑到无序层中的体杂质散射以及绝缘界面层的粗糙散射 ,运用Bogoliubov deGennes(BdG)方程和Blonder Tinkham Klapwijk(BTK)理论模型 ,计算正常金属 绝缘层 无序层 s波超导隧道结系统的微分电导、平均电流和散粒噪声功率 .研究表明 ,无序层中的杂质散射和粗糙界面散射都能抑制系统的微分电导。

(SrVO_(3))_(5)/(SrTiO_(3))_(1)(111)异质结金属-绝缘体转变和磁性调控的第一性原理研究

(111)取向的钙钛矿异质结具有独特的六角蜂窝状双层结构,展现出丰富独特的物理现象,因而近年来得到越来越多的关注.本文利用第一性原理计算研究了(111)取向的(SrVO_(3))_(5)/(SrTiO_(3))_(1)异质结,计算结果表明该体系为半金属铁磁体.进一步的研究表明该体系的电、磁性质可以通过施加面内应变和界面元素掺杂进行调控:在4%的面内压缩应变到2%的面内拉伸应变范围内,该体系保持铁磁半金属性质,V 3d电子是体系半金属性的主要来源;当面内压缩应变增加到8%或面内拉伸应变增加到4%时,该体系的基态变为反铁磁绝缘体;通过异质结界面处Ti-V阳离子的混合掺杂,该体系可以实现从铁磁半金属向铁磁绝缘体的转变.本文的研究结果表明,该体系在自旋电子学领域具有很高的应用潜力,本文研究为利用(SrVO_(3))_(5)/(SrTiO_(3))_(1)(111)异质结探索量子相变提供了理论参考.

Al-Al_2O_3-铁磁金属隧道结界面的表征(英文)

用梯形势垒模型计算偏置Al Al2 O3 铁磁金属 (Fe ,Co ,Ni和Ni80 Fe2 0 )隧道结的I V曲线 ,通过与结在 77K温度下的实验I V曲线拟合决定了结的势垒参数 .拟合结果表明 ,对于上电极为不同铁磁金属的 4种结 ,Al Al2 O3 界面处的势垒高度差别很小 ,而Al2 O3 Fe ( Co , Ni, Ni80 Fe2 0 )界面处的势垒高度以及势垒宽度则分别为 1 72eV ,1 76eV ,1 86eV ,1 6 9eV以及 1 7 6 0 ,1 1 2 2 ,1 2 2 8 ,1 3 4 0 .势垒高度和宽度因铁磁金属上电极不同而改变的现象可归因为铁磁金属原子向Al2 O3 势垒层渗透 ,以及在界面区域铁磁金属原子与Al2 O3 的氧化反应导致附加氧化势垒层的形成 .

正常金属-f波超导结中的隧道谱与散粒噪声

很多实验证实 Sr2 Ru O4 超导体具有自旋三重态 ,其序参数存有结点的 f波对称结构。我们考虑到粗糙的界面势垒散射 ,利用 f波超导模型 ,研究正常金属 - Sr2 Ru O4 超导结中的隧道谱与散粒噪声。所得结果既不同于传统的 s波超导 ,亦不同于具有 d波对称结构的高 Tc铜氧化物超导体。

金属－氧化物－金属隧道结的光发射

报道通过改进制作工艺，将Ａｌ－Ａｌ２Ｏ３－Ａｕ隧道结的耐压增强到５．３Ｖ，发光外量子效率增强到８．２×１０（－４）均高过迄今见到的关于该类结的最高耐压和最高效率的报道。我们观测到了该发光结上的Ａｕ膜厚度对发射光谱形状的影响，观测到了该光谱的截止频率≈３．２６ｅＶ，峰值≈２．１ｅＶ，并提出了理论解释；特别是利用对该结表面所拍得的ＳＴＭ照片，首次将Ｌａｋｓ－Ｍｉｌｌｓ近似模型用于该光谱峰位的解释。

超薄VO2外延薄膜的制备及其金属-绝缘体相变的原位研究

采用电子束蒸发法(EBE)在单晶TiO_2(110)衬底上沉积VO_2超薄薄膜.实验以高纯金属V棒为蒸发源,高纯氧气作为反应气体,固定生长温度330℃,氧压2×10^(-6)mbar,然后通过改变不同的V蒸发速率和生长时间制备出不同特性的VO_2薄膜.利用原位的扫描隧道显微镜、低能电子衍射(LEED)和X线光电子能谱系统地分析所得样品的表面形貌、结构特征以及相转变过程中的能带结构变化,并对比找出EBE制备法的最佳生长条件.结果表明,当蒸发束流固定在20nA时,LEED点阵较亮,薄膜显示出接近于原子级平滑的表面;随着生长时间的增加,表面变粗糙,点阵变暗,V的价态逐渐降低,从+5价过渡到+3价;在薄膜厚度接近10个原子层时,薄膜存在金属-绝缘体相变行为.

非磁金属中间层对磁性隧道结磁电阻效应的影响

用自由电子近似方法对具有非磁金属中间层的磁性隧道结的磁电阻进行了研究,从理论上讨论了非磁金属中间层对磁电阻的影响。数值计算结果表明,当外加偏压不同时非磁金属中间层的作用是不同的。在外加电压使电子从非磁金属中间层穿过势垒的情况下,非磁金属中间层的变厚可以增强隧穿磁电阻效应。这一性质可以用于磁性隧道结的优化。

塞曼效应对正常金属/d波超导结中微分电导的影响

通过外加塞曼磁场在d波超导中,研究磁场对d波超导及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响。研究表明(1)塞曼磁场能使能隙变小,且随着磁场变大,超导态会变为正常态,产生一级相变;(2)塞曼磁场可导致零偏压电导峰劈裂,劈裂宽度为2h0(h0为塞曼能)。

900nm三叠层隧道级联激光器的结构优化研究

采用金属有机化合物气相淀积方法生长了900nm的三叠层隧道级联激光器。针对隧道级联激光器存在工作电压高、材料各层的光场耦合等问题,分别采用δ掺杂、扩展波导等技术对激光器结构进行了优化,并通过模拟计算对隧道结耗尽区宽度进行了优化。通过优化隧道结δ掺杂的生长条件,得到n+GaAs的掺杂浓度大于1×1019/cm3,使工作电压下降1V;通过采用扩展波导,使垂直发散角由常规结构的35°减小到20°。将900nm的三叠层隧道级联激光器制作成条宽300μm、腔长800μm的条形激光器,采用同轴封装形式,在20A的脉冲工作电流下,输出功率达到55W,斜率效率达到2.9W/A,以上指标是普通激光器的3倍。

金属-绝缘体半导体(Au-SiO_2-Si)隧道结的负阻现象与发光特性

制备了Au SiO2 Si结构MIS隧道发光结 .测试并分析了该结的发光特性及电流 电压 (I V)特性 .指出结的发光是由各膜层界面激发的表面等离极化激元 (SurfacePlasmonPolariton .SPP)与膜层表面粗糙度相互耦合的结果 .观察到MIS结I V特性中存在的负阻现象 ,采用SPP对电子的束缚模型对这一现象进行了初步分析 .利用原子力显微镜(AFM)对结的表面形貌进行了观测 。

具有有限铁磁层厚度的磁性双隧道结中的隧穿电导和磁电阻

在FM/I/NM/I/FM磁性双隧道结研究的基础上,进一步考虑了外加有限厚的非磁金属(NM)覆盖层的情况,这时磁性双隧道结的结构变为NM/FM/I/NM/I/FM/NM.此处,FM、I和内NM都具有有限厚度,而在理论处理中,外NM被看做是无限厚的.对FM厚度于磁性双隧道结中自旋极化电子输运性质(特别是隧穿磁电阻)的影响做了研究.用Slonczewski近自由电子模型所得到的计算结果表明,FM厚度的变化会引起隧穿电阻和隧穿磁电阻振荡;当FM厚度取适当值时,会得到比FM/I/NM/I/FM更大的隧穿磁电阻.

MIM隧道发光结的负阻现象

本文介绍了薄膜隧道发光结的基本结构、发光机理，阐述了其Ｉ－Ｖ特性中的负阻现象。简单介绍了ＭＩＭ结构负阻的几种解释，根据热像仪照片和低温测试结果分析，再结合Ｄｅａｒｍａｌｅｙ导电模型，我们提出了ＭＩＭ负阻的物理模型，理论与实验符合较好，最后分析了负阻现象的应用前景。

不连续Fe_(25)Ni_(75)/SiO_2多层膜的微结构和隧道磁电阻效应

用射频磁控溅射技术制备了[SiO2(t1)/Fe25Ni75(t2)]N多层膜系列(其中t1和t2分别代SiO2层和Fe25Ni75层的厚度,N代表层数).研究发现,对[SiO2(3.3nm)/Fe25Ni75(t2)]10系统,当Fe25Ni75层厚度小于2.4nm时,Fe25Ni75层从连续变为不连续;当Fe25Ni75层不连续时,InR基本上正比于T-1/2,表明导电机制为热激发的隧穿导电;在t2=2.1nm时,隧道磁电阻(TMR)有极大值,为-0.64%.对[SiO2(1.8nm)/Fe25Ni75(1.6nm)]N系统,发现磁电阻先随着层数的增加而增加,然后趋于饱和.

铁磁金属-绝缘体颗粒薄膜的隧道型磁电阻(TMR)

评述了最近在铁磁金属-绝缘体颗粒薄膜系统中发现的隧道型磁电阻(tunnel magneto- resistance, TMR)的研究现状. 综述了包括电阻、磁电阻(MR)以及它们的温度依赖性在内的理论和实验研究结果. 讨论了铁磁金属-绝缘体颗粒薄膜系统在实际应用中存在的问题和局限性. 此外, 对与颗粒结构紧密联系的另外两种磁性质, 高频软磁特性和巨Hall效应(GHE)进行了简要介绍.

高功率多结905nm垂直腔面发射激光器

本文针对激光雷达等中、远距离传感应用,设计并制备了3结905 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过PICS3D软件对多结VCSEL相邻有源区间距和P型分布布拉格反射镜(DBR)对数进行仿真计算,设计了具有2λ的相邻有源区间距和14对P型DBR的3结VCSEL。在此基础上,外延生长和制备了100单元3结905 nm VCSEL阵列,单元氧化孔径为15μm。在窄脉冲条件下(脉冲宽度100 ns,占空比0.05%),该阵列的最大峰值功率达到24.7 W,峰值功率密度为182 W/mm^(2)。

硅基双势垒金属-绝缘层-金属-绝缘层-半导体隧道发光结

讨论了硅基双势垒金属绝缘层金属绝缘层半导体 (MIMIS)隧道发光结的结构、制备方法及发光特性。所制备的样品最大发光亮度达到 1.9cd/m2 、光谱的峰值波长移到了蓝绿光区 ,表明双势垒MIMIS隧道发光结的性能优于单势垒金属绝缘层半导体 (MIS)隧道发光结。

大功率900nm超大光腔三叠层隧道级联激光器

研制了一款大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器。针对高功率900 nm隧道级联激光器存在的光学灾变损伤(COD)和工作电压高等问题,通过Lastip软件和波导模拟软件,设计并优化了900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器的材料结构。对比扩展波导激光器结构的性能,超大光腔结构提高了三叠层隧道级联激光器输出光功率,降低了工作电压。采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长了900 nm三叠层隧道级联激光器材料,并制作成条宽200μm、腔长800μm的激光器芯片,采用金属管壳封装制成激光器单管。测试结果表明,室温下,在频率10 kHz、脉宽100 ns、工作电流30 A时,器件输出功率约85 W,室温条件下器件老化595 h,输出功率基本不降低。

利用金属掩模法制备钉扎型磁性隧道结

利用金属掩模法和Ir2 2 Mn78合金反铁磁钉扎层 ,制备了四种钉扎型的Py Al2 O3 Py ,Py Al2 O3 Co ,Co Al2 O3 Py和Co Al2 O3 Co磁性隧道结 ,坡莫合金的成分为Py =Ni79Fe2 1 .例如 :利用狭缝宽度为 1 0 0 μm的金属掩模 ,直接制备出室温隧穿磁电阻比值为 1 7 2 %的磁性隧道结Co Al2 O3 Co,其结电阻为 76Ω ,结电阻和结面积的积矢为 76× 1 0 4 Ωμm2 ,自由层的偏转场为 1 1 1 4A m ,并且在外加磁场 0— 1 1 1 4A·m- 1 之间时室温磁电阻比值从零跳跃增加到 1 7 2 % ,磁场灵敏度达到 0 1 % (1 0 3A·m- 1 ) .钉扎型Co Al2 O3 Py的隧穿磁电阻实验曲线具有较好的方形度 .结果表明 。