自旋零带隙半导体PbPdO2薄膜结构、电输运特性的磁场调控研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法制备了具有体心正交结构的单相PbPdO2薄膜,且PbPdO2薄膜具有(002)择优取向。根据EDS和XPS的测试结果证实PbPdO2中存在Pb空位和O空位。薄膜中Pb和Pd离子的价态分别为+2和+2价态。另外,PbPdO2的磁性主要和Pb空位诱导出的O1−有关。ρI (T)结果表明在PbPdO2中存在由电流诱导的正庞电致电阻(CER)效应。PbPdO2的金属–绝缘体转变温度(TMI)会随着电流和磁场的增大而增大,这表明了大的电流和磁场都可以推动薄膜的TMI向更高温区转移。最后,以薄膜中的Pb空位为中心,建立了内电场模型,很好地解释了PbPdO2的正CER效应。Single-phase PbPdO2 thin film with body-centered orthogonal structure have been prepared by pulsed laser deposition (PLD), and the PbPdO2 thin film has a (002) preferred orientation. The results of EDS and XPS confirmed the existence of Pb vacancy and O vacancy in PbPdO2 thin film. The valence states of Pb and Pd ions in the film are +2 and +2, respectively. In addition, the magnetism of PbPdO2 is mainly related to O1− induced by Pb vacancy. The ρI (T) results show that there is a positive current-induced CER effect in PbPdO2 thin film. The metal-insulator transition temperature (TMI) of PbPdO2 increases with the increase of the current and magnetic field, which indicates that large current and magnetic field can promote the TMI transfer of the film to a higher temperature region. Finally, an internal electric field model centered on the Pb vacancy in the film is established to explain the positive CER effect of PbPdO2.

CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)合金的电子结构、磁性和自旋零带隙半导体特性研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,研究了Al掺杂对CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)(x=0、0.25、0.5、0.75)合金电子结构、磁性、自旋零带隙半导体特性的影响。结果表明,随着Al掺杂浓度的增加,合金晶格常数减小,总磁矩符合Slater-Pauling规则。在整个研究范围内,CoFeCrGa_(1-x)Al_(x)(x=0、0.25、0.5、0.75)合金均为自旋零带隙半导体,随着x的增加,自旋向下能带中费米面从价带顶向导带方向移动,带隙宽度逐渐增加,当x=0.75时,费米面位于带隙中间,CoFeCrAl0.75Ga0.25在系列合金中半金属稳定性最佳。此外,当受到一定程度四方形变时,CoFeCrAl0.75Ga0.25仍能保持自旋零带隙半导体特性,有望应用于自旋电子器件。

从石墨烯开关看电子在石墨烯中的奇异行为

与固态器件相比,真空电子器件的最大特点是电子在真空中的运动速率远大于在固体中的运动速率。然而,石墨烯的问世使这种现象发生了变化。现已发现,石墨烯中的电子不仅运动速率远高于传统半导体中的电子,而且存在各种奇特行为,使石墨烯的研究和应用备受关注。本文首先对普通晶体管材料和石墨烯中的电子行为进行比较,然后介绍石墨烯p-n结的特性和石墨烯逻辑开关的一些应用研究进展。