碳基一维纳米异质结制备的研究进展

碳基一维纳米异质结由于其独特的结构与性能,以及在纳米器件方面的应用前景,得到了广泛的关注和大量的研究。通过详细述评碳基一维纳米异质结的各种制备方法,主要分为气相法、液相法、模板法,以及其他方法,如电场诱导、放电等离子体烧结、电子束照射、微机械操作和化学键连接等。展望了碳基一维纳米异质结的发展趋势,并认为其大批量可控制备、界面结构、物性,以及纳米器件的组装将是未来一段时间内的研究热点。

基于表面等离子体激元共振的飞秒抽运探测技术研究

对基于表面等离子体激元共振(SPR)的飞秒抽运探测技术进行了系统地数字分析.计算结果表明,利用SPR技术可将飞秒抽运探测信号强度ΔR/R提高2—3个数量级,其提高的比例依赖于金属膜的厚度和探测光的入射角,其中R和ΔR分别为探测光反射率的总量和变化量.特别地,对于金属-吸收介质体系,金属膜的介电常数变化对ΔR的影响仅为吸收介质影响的2%,所以ΔR/R主要反应吸收介质中的动力学过程,因此该技术对研究表面和界面的超快动力学过程具有重要的意义.

表面等离子体激元纳米集成光子器件

纳米集成光子学的核心关键技术之一在于新型高效纳米光耦合器、纳米光波导等纳米光子器件的设计与制备.表面等离子体激元(SPPs)是由外部电磁场与金属表面自由电子相互作用形成的一种相干共振,除具有巨大的局部场增强效应外,还具有将激发电磁场能量限制在纳米尺度范围的特点.基于SPPs的各种纳米光子器件被誉为当今最有希望的纳米全光集成回路的基础,成为目前国际上的一个研究热点.文章对基于SPPs的纳米集成光子器件的最新研究进展和研究成果进行评述.

Fe掺杂对自旋梯状化合物Sr_(14)(Cu_(1-y)Fe_y)_(24)O_(41)的结构和电输运性质的影响

采用常规的固相合成法分别制备了Fe3+掺杂和2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂的两组Sr14(Cu1-yFey)24O41系列样品.X射线衍射分析显示,当Fe3+离子的掺杂量y≤0.03以及2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂量y≤0.02时,样品呈较纯的单相,并且对于每组样品,随着掺杂离子含量的增加,样品的晶格常数a,b的值逐渐减小.电输运性质的测试分析表明,Fe3+掺杂系列样品中随Fe3+离子含量的增加,样品的电阻率单调减小,揭示了Cu2O3自旋梯子上的空穴载流子浓度增加.进一步分析显示在电阻与温度关系曲线上存在一个渡越温度Tρ,在Tρ上下Sr14(Cu1-yFey)24O41系统存在两种导电机理在Tρ以上,自旋梯子上单个空穴的热激发对电导有贡献;在Tρ以下,一维配对的局域化的空穴跳跃电导起主要作用.2/3Fe3++1/3Fe2+混合Fe离子掺杂样品的输运性质呈现非单调变化的趋势.讨论给出了掺杂引起晶格常数变化与电输运性质变化的关联机理.

La_(0.4)Ca_(0.6)MnO_3系统中Mn位Fe和Cr掺杂效应的比较性研究

利用固相反应法制备了Mn位Fe3+和Cr3+掺杂的系列锰氧化物La0.4Ca0.6(Mn1-x(y)Bx(y))O3(B=Fe3+(0≤x≤0.1);Cr3+(0≤y≤0.1))多晶样品,研究了掺杂对样品输运性质的影响.实验结果表明两种离子具有截然不同的掺杂效应.Fe3+掺杂对原型样品中的绝缘体输运行为以及电阻率大小没有明显影响,表明超交换反铁磁相在系列Fe3+掺杂样品中占主导.而Cr3+掺杂则大大减小了样品的电阻率,并在掺杂浓度0.1时,样品表现出金属-绝缘体相变,同时出现庞磁电阻效应.这说明Mn位的Cr3+掺杂,显著抑制了原型样品中的超交换反铁磁相,并诱导了双交换作用主导的铁磁金属相.通过分析比较,我们认为这两种截然不同的掺杂效应是由于掺杂离子eg电子轨道填充度的不同引起的.

磁性和非磁性元素掺杂的自旋梯状化合物Sr_(14)(Cu_(0.97)M_(0.03))_(24)O_(41)(M=Zn,Ni,Co)的结构和电输运性质

利用固相反应法制备了Sr14Cu24O41及其系列B位掺杂Sr14(Cu0.97M0.03)24O41(M=Zn,Ni,Co)的样品.X射线衍射分析显示,所有样品均为纯相,晶格常数a与c没有明显的变化;Zn掺杂样品晶格常数b没有明显变化,而Ni,Co掺杂样品晶格常数b分别稍有增加.选区电子衍射研究揭示:磁性元素Ni,Co及非磁性元素Zn掺杂,可能主要替代了Sr14Cu24O41结构中自旋链上的Cu原子,从而影响了自旋链上的dimer排列,破坏电荷有序超结构.电输运测量显示:Zn2+,Ni2+,Co3+离子掺杂样品的电阻率降低,但仍体现半导体行为,所有的掺杂样品都存在一个渡越温度Tρ,当T>Tρ时,其导电机理是以单空穴热激发导电占主要地位,在T<Tρ时,配对的局域化空穴的一维变程跳跃导电占主要优势;在相同的掺杂量下,非磁性元素Zn掺杂对电阻率值的影响大于磁性元素Ni,Co掺杂的影响,而磁性元素Ni,Co掺杂对渡越温度Tρ的影响大于非磁性元素Zn掺杂的影响.

自旋梯状化合物Sr_(14)Cu_(24)O_(41+δ)的Raman散射谱的研究

利用常规的固相反应法制备了单相多晶样品Sr14Cu24O41+δ,并在不同的温度下进行退火,改变样品中的氧含量.能量色散谱(EDS)显示样品中的氧含量随退火温度的增加而减少.磁化率温度特性的研究显示,600℃下退火的样品中的二聚体数最多.Raman光谱的研究显示,伴随着样品中氧含量的偏离,由无序或低能磁激发诱导的一些Raman振动模出现规律性的变化.进一步的分析证实这种Raman光谱的变化行为与晶体结构中由于氧含量的不同导致的Sr14Cu24O41中晶格失配比率对10/7的不同偏离程度有关.