一、Sc替代Y-Ba-Cu-O(123)系统的Cu位对该系统电子结构的影响（论文文献综述）
李淑甲[1]（2021）在《高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化》文中研究指明压力可以调节原子间距,加强相邻电子轨道的耦合程度,从而诱导材料的电子自旋状态、电子相互作用、电荷密度分布、能带结构等发生改变,这些微观电子结构的变化都可以通过材料宏观的电输运行为呈现出来。通过施加外部压力,诱导材料的晶体结构和电子结构发生奇异变化和新物象产生,可以极大地拓宽材料研究的维度,对于解决凝聚态物理中一些重要的问题,如对超导电性、拓扑结构、电荷和磁有序等现象的理解也有着十分重要的意义。本论文着眼于压力对材料超导电性、电荷分布和形貌依赖的导电性等几种与电输运有关的特殊性质的影响,基于金刚石对顶砧高压实验装置,利用高压X射线衍射、拉曼散射、电输运测量、电镜等探测技术,对几种代表性材料的高压下电输运和结构的演化行为进行研究,获得了一系列创新研究结果:1、研究了自旋阶梯型铁基化合物Ta Fe1+yTe3在高压下超导性和自旋的演化。在压力作用下,Ta Fe1+yTe3在～3GPa时经历了由反铁磁到铁磁序的自旋翻转,相变时强烈的自旋涨落诱导产生了超导相。铁磁序和超导电性共存至10GPa,之后长程磁有序消失,超导明显增强(Tsc升高),在26GPa出现最大超导转变温度Tsc=6.1K。高压结构研究表明,在Ta Fe1+yTe3中高压在不引起结构变化的情况下能独立调节材料的自旋结构和超导态,材料的磁有序态和超导态之间展现出既共存又相互竞争的复杂关系。我们的发现为理解铁基阶梯化合物中超导、磁性、晶体结构相互作用提供了新的实验依据。2、研究了层状电荷密度波材料1T”-Nb Te2在高压下电荷密度波和结构的演化。通过高压电输运、拉曼光谱、X射线衍射的原位检测,发现材料在20GPa左右出现了电荷密度波的崩溃,导致电子相互作用变弱和材料的能带拓扑结构发生了变化。电荷密度波的崩溃还伴随着晶体结构的变化,层内金属原子的聚合状态由三聚态变成了二聚态,不同于在其他过渡金属硫化物中观察到的压力对层间结构的调制,1T”-Nb Te2中压力是实现了对层内结构的调制,这是此类材料中新的结构相变机制。我们的研究有利于加深压力对二维材料中电荷密度波的调制以及电荷密度波与晶体结构之间的耦合作用的理解。3、对亚微米尺寸的催化材料Cu2O高压下相貌依赖电学性质和力学性质进行了研究。立方体、截角八面体和八面体Cu2O的电学性能表现出不同的压力依赖性,这是由于氧在Cu2O不同晶面上的选择吸附性和压力对材料表面/界面状态的调制共同作用导致的。在0.7-2.2、8.5、10.3和21.6GPa时电阻率的异常变化由压力诱导的结构相变造成。压致纳米化导致在15GPa时立方体和八面体样品,以及20GPa时截角八面体样品电阻率的急剧下降。截角八面体的力学性能优于立方体和八面体,这也为Cu2O在相关条件下的实际应用提供了依据。
蔡永青[2]（2021）在《铁基超导体和MoS2的角分辨光电子能谱研究》文中指出铁基超导体作为第二大高温超导家族,自发现以来一直是凝聚态物理中的研究热点。尽管理论和实验上投入了大量的精力,但是其超导机理仍然没有得到解决。过渡金属硫化物具有优异的物理化学性质和巨大的应用前景,受到了人们广泛的关注。角分辨光电子能谱技术（ARPES）,作为唯一能直接探测材料内部电子能量、动量和自旋信息的实验手段,在铁基高温超导体以及过渡金属硫化物电子结构的研究中扮演着很重要的角色。本论文使用高分辨的角分辨光电子能谱系统,详细研究了铁基超导体(Ba0.6K0.4)Fe2As2和过渡金属硫化物MoS2的电子结构。论文主要内容如下:1.简单地介绍了超导体的性质、应用以及发展历程,对铁基超导体的晶体结构、相图、电子结构、超导能隙以及超导机理研究做了综述,最后简单地介绍了过渡金属硫化物的晶体结构和电子结构。2.详细介绍了APRES的基本原理和仪器设备的构造,简单介绍了实验室内深紫外激光ARPES系统、自旋分辨ARPES系统、飞行时间ARPES系统和大动量极低温ARPES系统等。3.使用高分辨的氦灯和激光ARPES对最佳掺杂(Ba0.6K0.4)Fe2As2超导体进行了研究,确定了布里渊区中心Γ点和角落M点的本征电子结构和超导能隙结构。实验表明:（1）.揭示了Γ点附近观察到的平带的起源,是由M点处一个能带在Γ点的复制以及Γ点处一个能带的超导回弯两部分组成;（2）.在超导态和正常态下都直接观察到能带在Γ点和M点之间复制的证据;（3）.在超导态和正常态都同时在M点观察到一个小的电子型能带和一个M型的能带,确定了M点处的超导能隙为5.5 me V,远小于之前所有报道的结果。这些结果解决了关于最佳掺杂(Ba0.6K0.4)Fe2As2电子结构和超导能隙的一系列争议,建立了新的超导能隙图像,为理解铁基超导体的超导机理,检验和建立相关理论提供了关键的信息。4.发现了Fe As基超导体中（π,π）能带复制的普遍存在并揭示了其起源。（1）.利用高分辨ARPES对Ca KFe4As4,KCa2Fe4As4F2和(Ba0.6K0.4)Fe2As2这三种FeAs基超导体的电子结构进行了详细的测量,从测量的费米面和能带结构两方面都发现了存在Γ点和M点之间的（π,π）能带复制;（2）.通过高分辨扫描隧道显微镜测量,发现Ca KFe4As4解理后的表面存在21/2×21/2重构。提出了FeAs基超导体中普遍存在的21/2×21/2表面重构,和电子结构中发现的（π,π）能带复制密切相关。5.研究了(Ba0.6K0.4)Fe2As2的电子结构和超导能隙随着蒸K的演化,发现超导能隙蒸K后得到了显着的增加。（1）.随着蒸K的进行,Γ点的空穴型费米面在不断变小,M点的电子型费米面在不断变大;（2）.超导能隙在蒸K后得到了显着的增加。这些工作表明,(Ba0.6K0.4)Fe2As2的超导转变温度在蒸K之后有可能得到显着提高,需要进一步的实验来证实。6.研究了Mo S2的电子结构随着蒸K的演化,发现了一个新的能带的出现以及半导体-金属-绝缘体的转变。（1）.随着蒸K的进行,观察到半导体-金属转变,导带形成的费米面随着载流子浓度的增加而变大,在导带底部出现了一个新的能带;（2）.继续增加载流子浓度,费米能级附近的谱重开始消失,出现金属-绝缘体转变。
苏磊[3]（2021）在《钙钛矿氧化物RFe1-xMnxO3和RBaCuFeO5结构、磁性和磁热效应》文中进行了进一步梳理钙钛矿结构氧化物是一种用途非常广泛的陶瓷材料,它们本身拥有一些有趣的化学和物理性质。钙钛矿RFe1-xMnxO3（R=稀土元素）材料由于稀土离子和Fe/Mn离子之间复杂的磁相互作用而使他们赢得了更多的关注。最近这些年,对这一系列材料多晶或单晶的研究主要涉及磁结构变化及自旋重取向、铁电性和磁介电效应等几个方面。而对于某些稀土元素的自旋重取向和磁热效应仍值得深入研究。本论文中的一部分内容主要围绕单钙钛矿氧化物RFe1-xMnxO3（R=Gd,Tb,Dy,Ho和Tm）的磁相变和磁热效应。此外,存在氧缺陷的双钙钛矿氧化物YBaCuFeO5作为第二类多铁性化合物,由于它特殊的螺旋磁结构会在相对高的温度下出现电极化。所以,进一步提高这一转变温度仍是非常有意义的。本论文中的另一部分内容致力于在YBaCuFeO5材料中用少量的Ca离子替代Ba离子和稀土Gd离子和Ho离子替换Y离子,研究掺杂对它们的转变温度、介电性质和磁热效应的影响。期望在发挥材料自身优势的同时,深入挖掘其新的物理现象以实现材料在技术应用上的多功能性。本论文的主要创新性发现分为以下三点:1、通过对高质量GdFe1-xMnxO3（0≤x≤0.3）单晶不同方向热磁曲线的测量发现,与母体氧化物GdFeO3相比,具有较大磁各向异性的Mn3+离子引入,打破了原本磁相互作用之间的平衡,当Mn掺杂量为0.2时,在温度～150 K时出现从Γ4到Γ1的自旋重取向转变。而且,这一转变温度随着Mn掺杂含量的进一步增加到0.3时,提高到220 K,自旋重取向转变温度在10 kOe的磁场下也始终保持稳定。对低温磁热效应的研究发现,当施加外磁场为70 kOe时,虽然Mn的引入使GdFe0.7Mn0.3O3的最大磁熵变值略低于GdFeO3,但是在70 kOe的磁场下也高达34.2 J/kg K。所以GdFe0.7Mn0.3O3单晶可以成为既具有较高磁相变温度,又在极低温下有较大磁熵变的多功能材料。2、基于上面的研究结果,Mn离子掺杂的正铁氧体中的自旋重取向温度可以通过调节Mn离子含量进行调控。当重稀土离子R=Gd,Tb,Dy和Ho时,两端的母体材料RMnO3和RFeO3具有相同的晶格结构。研究表明RFe0.5Mn0.5O3（R=Gd,Tb,Dy和Ho）这四种钙钛矿氧化物晶格对称性均为正交结构。实验中发现,所有样品的反铁磁有序温度都接近室温。与此同时,除Ho Fe0.5Mn0.5O3以外的三种化合物在室温附近也表现出自旋重取向行为。随后我们对RFe0.5Mn0.5O3（R=Gd,Tb,Dy和Ho）的低温磁熵变进行计算,得到四个氧化物在70 kOe的磁场中的最大熵变值分别为23.3 J/kg K,9.3 J/kg K,9.5 J/kg K和12.6 J/kg K。而对于Tm FeO3和Tm MnO3分别为正交结构和六角结构,我们进一步研究了Mn离子掺杂对Tm FeO3多晶晶格结构、磁性质和低温磁热效应的影响。通过X射线粉末衍射技术证明了Mn离子掺杂未改变Tm FeO3的晶格结构。对掺杂后磁性质的研究发现,在Fe位置逐渐引入Mn离子可以有效的调节Tm FeO3的磁相变。主要体现在自旋重取向温度区域从Tm FeO3样品原来的90.3 K-73.2 K的温度区间变为Tm Fe0.7Mn0.3O3样品的180.0 K-156.0 K温度区间。此外,在70 kOe的磁场下,计算得到Tm Fe1-xMnxO3（x≤0.3）样品的最大磁熵变值分别为6.29 J/kg K,6.56 J/kg K,6.79 J/kg K和7.22 J/kg K。我们的实验结果可以为RFe1-xMnxO3（R=稀土离子）作为多功能材料的开发提供了有价值的参考。3、对于存在氧缺陷的多铁性双钙钛矿化合物YBaCuFeO5,其磁性和介电转变温度高于200 K。该化合物的磁相变温度不仅可以通过改变材料的畸变或化学压力手段来调节,还可以通过Ba位置的非磁性元素取代或用其他稀土离子代替Y的方法来实现。我们用很少量的Ca离子取代Ba离子,通过YBa1-xCaxCuFeO5（x=0,0.025,0.05）多晶样品的磁性测量数据发现,螺旋反铁磁结构到共线反铁磁结构相变温度从206 K升高到301 K,但是,出现介电反常的温度降低,这些结果表明,YBa1-xCaxCuFeO5（x=0,0.025,0.05）样品的磁相变和介电转变是不相关的。当用重稀土离子Gd和Ho取代Y离子时,直流磁性测量结果表明其没有磁相变,而对RBaCuFeO5（R=Gd和Ho）的磁热效应研究发现,GdBaCuFeO5低温下具有较大的磁熵变。
郑大也[4]（2021）在《第一性原理计算软件ABACUS的发展与应用》文中指出近年来,基于密度泛函理论的第一性原理方法在生物、化学、凝聚态物理、材料计算与预测等领域发挥着越来越重要的作用。一方面,这是由于超级计算机硬件上的发展和数值算法上的进步使自洽求解系统基态过程越来越快;另一方面,也是由于密度泛函理论本身这几十年的发展,比如成熟平面波基组方法的不断优化、局域原子轨道算法的不断发展等。这都使精确模拟更大尺度的复杂系统成为可能。第一性原理计算软件作为承载算法发展的平台和作为解决实际科学问题的重要工具非常重要。本文作者所在课题组从零开始研发了一款主要基于数值原子轨道算法并兼容平面波算法的第一性原理计算软件包Atomic-orbital Based Ab-initio Computation at USTC（ABACUS）,其优势在于使用数值原子轨道算法能计算的体系更大,对于数千乃至上万的大体系计算效率比平面波基组算法高1～2个数量级。本文作者在攻读博士期间,以发展完善ABACUS计算软件和应用该软件研究具体科学问题为研究课题,研究重点为如何在数值原子轨道基组下实现应力计算和自旋轨道耦合计算,完成理论推导并在程序实现过程中改进效率。并且应用该软件研究了聚变包层材料的动力学性质和燃料循环机制。并且运用第一性原理方法研究了三角格子磁性结构。本论文主要内容与成果分别为:在第一章中,简单回顾了基态密度泛函理论基础知识,并介绍了基于第一性原理方法分别在平面波基组和数值原子轨道基组下实现的ABACUS科学计算软件。我们发展了第一性原理分子动力学并在第二章中介绍了其实现方法,并且我们运用该功能探索了液体锡作为聚变包层材料在等离子体表面环境中的动力学性质,并研究了燃料氘在其中的扩散过程。更进一步,我们研究并指出了锂锡熔体作为聚变包层材料的优良性质和应用潜力,着重分析了燃料氘在其中形成氘气分子便于重新回收燃料的过程,指出了锂在其中的催化作用。我们发展了基于数值原子轨道基组的结构应力计算并在第三章中介绍了其实现方法,通过能量差分方法验证了其正确性。我们指出了原子轨道基组下的应力计算对于能量截断的收敛性要优于平面波基组方法。我们发展了分别基于平面波基组和数值原子轨道基组加入自旋轨道耦合效应方法,并在第四章中介绍了其实现方法,通过能带结构对比验证了其正确性。在第五章中,我们通过第一性原理方法计算了三角格子材料NaYbS2和NaYbO2的磁性结构,并在只考虑最近邻自旋交换模型下拟合了交换参数。根据此交换参数进行了相图的经典蒙特卡洛模拟。指出了如果只考虑最近邻交换作用就不存在量子自旋液态。加入合适的次近邻相互作用之后出现Z2涡旋态,可能产生量子自旋液态。在第六章中,介绍了当前ABACUS计算软件的发展状况,总结了笔者在该发展过程中的贡献。
郑贤德[5]（2021）在《钙钛矿型铋铅酸钡基超导体的合成及超导性能研究》文中研究说明超导是众所周知的宏观量子现象。超导体在达到超导态时,具有三种特性,分别是零电阻效应、迈斯纳效应和约瑟夫森效应。根据超导的这些特性,超导体在电力设备、计算机芯片、磁悬浮列车、核磁共振、远距离电能输送等领域具有巨大的应用价值,将给人类社会带来革命性的变化。钙钛矿型铋酸盐超导体是一个三维材料,具有各向同性的性质,且相干长度较长（5-7.5 nm）。故钙钛矿型铋酸盐超导材料在应用中具有巨大潜力。本文选取BaPb（1-x）BixO3（0.05<x<0.3）中最优的掺杂超导体BaPb0.75Bi0.25O3为基体,对其A位和B位进行掺杂改性,研究了其合成、结构和超导性能。其具体内容如下:（1）通过低价元素In对BaPb0.75Bi0.25O3的B位进行掺杂,获得了空穴型的超导体Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xInxO3-δ（0≤x≤0.14）。其合成温度从780℃到880℃。铟的掺杂对Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xInxO3-δ（0≤x≤0.14）的结构影响不大,所有样品均为三斜相P1空间群。Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xInxO3-δ的CTzero随着样品中铟的增加而降低。（2）通过低价元素Mg对BaPb0.75Bi0.25O3的B位进行掺杂,获得了空穴型的超导体Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xMgxO3-δ（0≤x≤0.10）。Mg的掺杂使样品的晶胞体积增加。Bi3+(Pb2+)的含量随Mg的增加而增加。随着样品中Mg的增加,Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xMgxO3-δ（0≤x≤0.10）的CTzero逐渐降低。（3）使用高价元素Pr对BaPb0.75Bi0.25O3的A位进行掺杂,使Ba1-xPrxBi0.25Pb0.75O3-δ氧化物从空穴掺杂的超导体过渡到电子掺杂的超导体。所有样品在室温下均为三斜相P1空间群。样品的晶胞体积随着Pr含量的增加而增加,这表明一些Bi5+(Pb4+)转化为Bi3+(Pb2+)。CTonset和CTzero的变化清楚地表明Ba1-xPrxBi0.25Pb0.75O3-δ（0≤x≤0.07）样品从空穴掺杂转变为电子掺杂。本文成功地将元素In、Mg和Pr掺入BaPb0.75Bi0.25O3中形成固溶体Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xInxO3-δ（0≤x≤0.14）、Ba(Bi0.25Pb0.75)1-xMgxO3-δ（0≤x≤0.10）、Ba1-xPrxBi0.25Pb0.75O3-δ（0≤x≤0.07）。在B位中掺元素In和Mg时,CTzero随着掺杂含量增加而降低。在A位中掺杂元素Pr时,随着掺杂含量增加样品从空穴掺杂过渡到电子掺杂。
陈旭[6]（2020）在《几种新型超导和相关材料的探索与物性研究》文中提出探索新型超导材料是推动凝聚态理论发展和超导体应用的重要源泉之一。铜基和铁基高温超导体的发现更是在世界范围内掀起了高温超导的研究热潮。目前,虽然对于铜基和铁基超导体的机理一直没有达成共识,但是大量的研究表明调控物性决定单元的结构配位会强烈影响电子轨道排布以及相关的超导性质。要深入研究铜基和铁基超导体的内在关系,理解高温超导的微观机理,就需要探索除Cu O2和Fe2X2层以外的新型配位形式的超导体系,尝试构建Cu基和Fe基超导体之间的“纽带”,为解决高温超导机理等科学问题提供材料基础和研究对象。本论文主要利用变化的共价键对结构配位或维度的影响规律,开展了新型超导体系的探索和制备工作,并针对其在超导方面的物理性质进行系统的表征与分析,为理解超导的机制提供了具体的研究对象。首先,在探索包含有Cu As基新型配位形式的化合物中,我们合成了三种全新的层状超导体RE2Cu5As3O2（RE=La,Pr,Nd）,其中Cu与As配位后形成新型[Cu5As3]2-单元。La2Cu5As3O2（La2532）在0.63K显示出超导转变,而Pr2Cu5As3O2（Pr2532）和Nd2Cu5As3O2（Nd2532）是非超导相。令人惊讶的是,在磁性Ni元素很宽范围内的掺杂下（0<x<0.6）,其相图中出现了穹顶状的超导转变温度（Tc）变化,并且体系表现出与铜基超导体十分不同的超导演化。本论文结果证明磁性Ni元素掺杂与结构异常在诱导超导中起到至关重要的作用。另一方面,在Cu掺杂的RE2Ni5As3O2（RE=Ce,Sm）体系中未观察到超导特性,这可能与As原子高度（h1）的异常突变有关。此外,我们发现了一系列具有特殊配位形式的Cu基化合物。其次,在探索包含有Au/Pd过渡金属的新型配位形式的化合物中,我们制备出准二维的新型超导体Au Te2Se4/3。高分辨原子图像揭示了,通过负电性Se的引入成功将无序的Au Te2在原子尺度上排列成规则的（Au,Te,Se）立方体,它们之间的Te-Te键长分别为3.18?和3.28?。此外,体系具有2.85K的超导特性以及Berezinsky-Kosterlitz-Thouless（BKT）拓扑相变,证明Au Te2Se4/3具有二维超导性质。另一方面,我们制备出了Pd3Te2超导体,并证明了5配位的Pd同样具有超导特性。此外,我们成功制备出一种含有特殊As-As共价键的1111体系化合物Ln Pd As O（Ln=La,Ce,Pr）。最后,我们制备了三个Ba掺杂的Sr Fe2As2-yPy（y=0.5,0.7,1.0）化合物,研究了等价掺杂对结构演变、自旋密度波（SDW）和超导特性（SC）的影响规律。发现当y=0.5时,SDW和SC可以共存,当y=0.7时,Tc先降低然后趋于饱和。然而,当y=1.0时,体系表现出穹顶状的Tc。其中阴离子高度(hpn)接近1.308时,Tc达到最大值。从构建的hpn与Pn-Fe-Pn角的超导电子相图中可以看出,对Fe As基超导体等价掺杂时,hpn与Tc直接相关。
王珊[7]（2020）在《钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究》文中研究表明钙钛矿结构化合物（ABX3）具有丰富的物理化学性质,在超导材料、太阳能电池材料、固体氧化物燃料电池、气体传感器、汽车尾气处理催化剂、光电催化剂、铁电材料、热致变色材料、磁性材料等方面都有广阔的应用前景。材料的制备方法直接影响材料的结构,进而可以此作为材料性能的调控手段。水热法合成材料反应温度低、产物结晶性好、晶粒尺寸和形貌均匀,并可通过调变合成条件对晶体的高能晶面的生长调控。相比于其它类型钙钛矿氧化物,钙钛矿型稀土铬酸盐因Cr元素本身同时具有酸性和碱性两种化学性质及较大的CrO6八面体扭曲,使得其用水热法合成具有较大难度,需要更高的反应温及自生压力。利用温和水热法制备钙钛矿型铬酸盐单晶体是亟需突破的瓶颈。本论文提出程序脱水晶化的方法,成功实现了低温水热环境下的钙钛矿型稀土铬酸盐的水热晶体制备及其可控掺杂、高能晶面的可控生长等,同时对所得样品进行了磁性及热致变色等性质的研究。主要内容包括以下几个部分:（1）利用程序结晶的方法,成功的在低温水热条件下制备出了钙钛矿型重稀土铬酸盐RECrO3（RE=Er、Tm、Yb、Lu）,并发现结构中CrO6八面体的扭曲度随A-位原子序数的增大（即原子半径的减小）而增加,该扭曲度影响了Cr3+的反铁磁排列,产生了倾斜反铁磁行为,在奈尔温度以下出现了剩磁。（2）在低温水热下实现了部分钙钛矿型稀土铬酸盐的高能晶面生长,以尿素分解得到的NH4+为晶面生长抑制剂,实现了RECrO3（RE=La、Pr、Nd）单晶体的晶面调控,并以NdCrO3为例阐明了晶面选择性生长的合成机制。（3）利用低温水热方法成功的实现了B-位Mn元素在LaCrO3中的可控掺杂。所制备的样品均为微米级立方块状单晶。Mn元素的掺杂可有效调控样品的磁性,磁熵变性质表明该系列化合物内部出现了二级相变,与其它制备方法相比低温水热法制备的该系列样品内部出现了更高的磁有序。（4）在低温水热体系下制备了微米级立方块状的B-位Al掺杂的系列LaCrO3单晶材料。该系列材料在室温到600oC范围内表现出了成分及温度依赖的热致变色行为。材料在所测试温度范围内存在可逆及不可逆热致变色区域。可逆热致变色来源于样品受热而产生的晶格膨胀,不可逆热致变色来源于样品随着温度的升高内部产生了部分+6价的铬。本论文的研究为钙钛矿结构铬酸盐单晶材料的合成、结构及应用研究提供新的材料制备技术和材料合成化学理论基础。
段明超[8]（2020）在《原位双线圈互感测量系统的开发及其在单层FeSe/SrTiO3薄膜的超导性研究中的应用》文中研究表明得益于薄膜生长技术的进步与发展,近年来多种高结晶质量的原子层厚度的二维超导薄膜被成功制备得到。这些二维超导体展现出了许多新颖的低维物理现象,引起了学术界的广泛关注。为了更好的研究这类原子层厚二维超导材料,首先就要求能够准确地测量其本征的超导性,这对实验表征技术提出了新的挑战。在对超导材料开展传统的实验研究过程中,样品都会不可避免地暴露于大气中一段时间。由于很多原子层厚的薄膜的超导特性极易被大气环境所破坏,所以往往会对超高真空环境中制备的超导薄膜样品表面施以保护层的覆盖。但额外的覆盖层有可能改变薄膜样品的本征物性,为了排除这种不确定性,获得严谨的实验数据,开发原位测量技术对研究高结晶质量的原子层厚度的超导薄膜是十分必要的。本文以一台自行研制的多功能扫描隧道显微镜（STM+）为基础,搭建了一套原位的双线圈互感测量系统。围绕这台STM+的压电陶瓷扫描管所具有的四个电极,我们自行设计和制作了测量线圈,开发了测量电路和配套的自动化控制程序。该系统对感应电压的分辨率好于10 nV,可以精确的测量样品的超导转变所导致的抗磁响应信号,从而获得样品的超导临界温度,以及London穿透深度等重要的物理参数。同时该系统与原有的多功能扫描隧道显微镜充分兼容,可以在最低0.4 K的极低温和最大11 T的强磁场中进行实验,并对扫描隧道显微镜原有的成像和扫谱功能以及早前开发的原位四探针测量系统不产生影响。原位的双线圈互感测量系统开发完成后的STM+可以实现对同一块超导薄膜样品的形貌、电子结构、输运性质以及抗磁性进行原位表征,从而能够从多个角度综合研究二维超导材料的物理性质。本文在一块10 nm厚的高结晶质量的常规超导体NbN薄膜上对新开发的多功能扫描隧道显微镜进行了测试实验。测试结果给出了清晰的超导转变信号,验证了原位的双线圈互感测量系统的可靠性能。该系统完成开发和测试后,还被成功地应用于对（?）-In/Si薄膜和电子掺杂双层FeSe薄膜的超导性的实验研究中,其成果充分体现了该系统在二维超导材料实验研究中所具有的重要价值。单层FeSe/SrTiO3薄膜是典型的二维超导材料,且具有比FeSe体材料高得多的超导转变温度,是目前超导领域的研究焦点之一。但受制于实验设备的局限性,目前对其超导性的原位的直接测量实验还很匮乏,特别是对其抗磁性的原位测量迄今为止仍是空白。运用集成了本工作所研发的原位双线圈互感测量系统的STM+,本文对SrTiO3衬底上生长的单层FeSe薄膜的超导性进行了综合性的实验研究。本工作采用分子束外延方法,在各个不同的生长参数下,制备了大量的高结晶度的单层FeSe/SrTiO3薄膜样品。制备完成的样品被保持在超高真空环境下转移到多功能扫描隧道显微镜中,然后对其表面形貌,局域态密度,输运性质和抗磁性进行了全面测量。互感测量得到的样品抗磁性显现的临界温度与输运测量给出的零电阻的转变温度高度一致,外加磁场对超导临界温度的抑制也能被互感测量实验观测到,这是国际上首次实现了对单层FeSe/SrTiO3薄膜的超导抗磁性的原位测量。通过统计大量样品的测量结果可以发现,本文中的单层FeSe/SrTiO3薄膜的抗磁性显现的Tc即零电阻Tc最高达到28 K,但即便生长条件完全相同,各个样品的临界温度之间也可能出现超过20 K的差异,有的甚至在测量温度范围内（4.4 K以上）均未出现超导相变。本文总结出了一个经验上的最优生长条件,能使样品呈现超导相变的概率超过了80%,但以目前的生长技术还难以实现对样品的Tc进行精确的调控。基于STM+的测量结果,本文进一步探究了影响单层FeSe/SrTiO3薄膜的Tc的物理机制。首先,结合扫描隧道谱测量的能隙数据和互感测量的抗磁性数据可以发现,能隙打开的温度远高于超导临界温度,同时临界温度的高低也与能隙的大小没有关联。另一方面,根据互感测量的数据可以计算得到样品的London穿透深度并进而给出样品的相位刚度统计。结果表明,样品的超导临界温度与其相位刚度之间存在显着的正相关关联。临界温度低于约14 K时,这一关联近似为平方根函数关系,而高于14 K时则表现为很好的线性关联。上述两个现象表明单层FeSe/SrTiO3薄膜与常规超导体不同,由于其超流密度较低,对相位涨落的抵抗能力较弱,导致其电子配对温度显着高于库珀对形成长程相位相干的温度,因此单层FeSe/SrTiO3薄膜的Tc是由相位刚度所决定的。
肖宾宾[9]（2020）在《碱金属插层的FeSe1-xTex与ZrNCl的超导电性研究》文中研究说明继铜氧化物高温超导体之后,铁基超导体是最具潜力的高温超导体系之一。铁基超导体与铜氧化物超导体有类似的层状结构,由导电层和载流子库层沿c轴交替排列而成。“11”体系的FeSe超导体是铁基超导体系中结构最简单的,其层与层之间由范德瓦耳斯力结合,可以通过插层或掺杂等方式转化为“111”、“122”、“1111”等其他体系,并获得许多复杂而有趣的量子物理特性。此外,固态离子基场效应管（SIC-FET）是最新的载流子调控手段,它兼顾了传统场效应管（FET）的全固态器件制备优势以及双电层场效应管（EDL-FET）强大的载流子调控能力,使用SIC-FET来调节能带绝缘体材料ZrNCl的载流子浓度并且观察其超导电性对了解超导机制很有帮助。1.采用高温固相合成法获得了β相的FeSe超导材料,并采用液氨法在室温下合成了K0.3（NH3）yFe2Se2和K0.6（NH3）yFe2Se2插层化合物。两者都具有与前驱体四方FeSe类似的层状结构,但是层间距明显增大;更重要的是层间距与钾离子的插入量不呈正相关,钾离子插入量更少的K0.3（NH3）yFe2Se2反而拥有更大的层间距。两种插层化合物分别具有纯净的Tc～43K和Tc～30K的超导相,这比前驱体β-FeSe约8.5K的超导转变温度有显着提高,拥有更大的Fe-Se层间距的K0.3（NH3）yFe2Se2表现为高Tc相。外部压力对两个超导相都有抑制作用,但是Tc～43K相的压力抑制效应大于Tc～30K相。外加压力的抑制效应表明在高Tc相中FeSe的层间耦合作用更弱。2.用Te部分等价取代Se合成了FeSe1-xTex超导材料,并在室温下合成了K0.3（NH3）y(FeSe1-xTex)2和K0.6（NH3）y(FeSe1-xTex)2一系列材料,其中x=0-0.6。取决于K的插入量,这些材料分别具有Tc～40K或Tc～30K的超导相。我们还发现当0.1<x<0.5时,FeSe1-xTex中存在Te-poor和Te-rich两相共存,Te-poor相和Te-rich相都可以被K和氨共嵌入,而只有K和氨共插层的Te-poor相是造成超导的主要原因。Te取代Se的负化学压力导致K0.3（NH3）y(FeSe1-xTex)2系列中Tc的变化可忽略不计,但导致K0.6（NH3）y(FeSe1-xTex)2系列中Tc的抑制作用明显。在两个系统中,当Te含量x≥0.4时超导消失。3.采用两步气相输运法合成了β-ZrNCl单晶样品,使用最新发展的以固态锂离子导体为栅极介质的固态离子基场效应管（SIC-FET）器件成功地调制了β-ZrNCl薄层的电学性能。通过电场将衬底固态锂离子导体中的Li+驱动到β-ZrNCl薄层样品中,我们诱导了最佳的超导电性Tcmid=15.1K。此外,我们还发现ZrNCl是具有低载流子浓度的超导体,在其超导体-绝缘体转变的边缘具有奇特的Tc随载流子浓度的降低而增加的反常行为,这为研究BCS-BEC转变提供了一个有吸引力的新平台。
孙莹[10]（2020）在《高压下富氢高温超导体的理论设计》文中进行了进一步梳理超导材料的研究一直是凝聚态物理领域的焦点课题。近期,尽管富氢化合物的高温超导研究取得了重要进展,如理论预测的203 K硫氢和250-260 K镧氢化合物高温超导体相继被高压实验制备,为发现室温超导材料点燃了希望,但富氢化合物的超导温度仍有提升空间,因此富氢化合物的室温超导设计备受领域关注。本文提出了通过理论掺入金属元素引入电子打破氢对的物理思想,利用课题组自主研发的CALYPSO晶体结构预测方法和软件,开展了系列富氢化合物的理论设计,预测了若干具有高超导温度的富氢化合物高压相,取得了以下创新性成果:1.提出了通过将金属元素掺入到含有大量H2分子的母体氢化物中来提高超导温度,并设计新型三元高温超导体的方案。该方案的关键在于:掺入金属使H2分子解离为原子H,提高了费米能级处的电子态密度占据和超导温度。据此设计了室温超导高压亚稳相Li2MgH16,在250万大气压下理论计算其超导温度高达473 K,是室温超导体的有力候选结构。2.沿用通过理论掺入金属元素引入电子打破氢对这一设计方案,系统研究了Li-Y-H体系的高压相图,预测了新型高温超导体Li2YH17,理论计算其超导温度高达112 K。研究发现其氢笼网络与一种沸石型网络完全相同,提出了通过替换金属元素调制沸石型氢笼网络Li2YH17的超导电性的方案。同时提出可以通过参考沸石结构、阿基米德立体和拉弗斯相等三维网络结构模型,设计新型富氢超导材料,为发展高温超导材料设计方法提供了新思路。3.系统研究了C-S-H体系的高压相图,预测了与母体H3S具有相似结构的高温超导高压亚稳相CSH7,100万大气压下理论计算其超导温度高达181 K。可以将CSH7视为甲烷分子（CH4）“掺杂”母体H3S的主客体结构,主客体间的离子相互作用化学预压[SH3]亚晶格,保持与母体H3S相似的高超导电性的同时降低了高温超导H3S的合成压力。并据此提出了通过掺入分子引入主客体间相互作用从而降低高温超导氢化物合成压力的建议。
二、Sc替代Y-Ba-Cu-O(123)系统的Cu位对该系统电子结构的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Sc替代Y-Ba-Cu-O(123)系统的Cu位对该系统电子结构的影响（论文提纲范文）
（1）高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导电性 |
| 1.1.1 超导电性的发展 |
| 1.1.2 超导电性基本特征和分类 |
| 1.1.3 几类超导材料 |
| 1.2 电荷密度波 |
| 1.2.1 电荷密度波的起源 |
| 1.2.2 电子强关联体系中的电荷密度波 |
| 1.3 过渡金属硫族化合物 |
| 1.3.1 过渡金属硫族化合物的晶体结构和能带结构 |
| 1.3.2 过渡金属硫族化合物中的电荷密度波 |
| 1.4 本论文的研究目的与意义 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 第二章 高压与低温电输运实验技术简介 |
| 2.1 金钢石对顶砧(DAC)装置及其使用方法 |
| 2.2 高压低温电输运实验测量方法 |
| 2.2.1 高压电输运实验方法 |
| 2.2.2 低温电磁学测量系统 |
| 第三章 高压下TaFe_(1+y)Te_3的超导电性和磁性研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 TaFe_(1+y)Te_3常压结构表征和电阻 |
| 3.3.2 TaFe_(1+y)Te_3压致超导转变 |
| 3.3.3 TaFe_(1+y)Te_3高压结构研究 |
| 3.3.4 TaFe_(1+y)Te_3高压霍尔效应研究 |
| 3.3.5 TaFe_(1+y)Te_3的P-T相图 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压下NbTe_2的结构和电荷密度波研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 NbTe_2常压表征 |
| 4.3.2 NbTe_2高压结构相变 |
| 4.3.3 NbTe_2高压和高温拉曼研究 |
| 4.3.4 NbTe_2的高压电输运、霍尔效应和磁阻研究 |
| 4.3.5 NbTe_2高压相的焓值和能带计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高压下Cu_2O形貌依赖的电输运和力学性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 常压样品表征 |
| 5.3.2 不同形貌Cu_2O的常压光电子能谱 |
| 5.3.3 高压下不同形貌Cu_2O的电输运和相变研究 |
| 5.3.4 不同形貌Cu_2O卸压样品的扫描和透射电镜研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的学术论文 |
| 致谢 |
（2）铁基超导体和MoS2的角分辨光电子能谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超导简介 |
| 1.1.1 超导体的性质和应用 |
| 1.1.2 超导的发展历程 |
| 1.2 铁基超导体简介 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 相图 |
| 1.2.3 电子结构 |
| 1.2.4 超导能隙 |
| 1.2.5 超导配对机理 |
| 1.3 过渡金属硫化物简介 |
| 1.3.1 晶体结构 |
| 1.3.2 电子结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 角分辨光电子能谱原理及技术 |
| 2.1 角分辨光电子能谱的基本原理 |
| 2.1.1 基本原理 |
| 2.1.2 三步模型和突发近似 |
| 2.1.3 单粒子谱函数 |
| 2.1.4 矩阵元效应 |
| 2.2 角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.1 角分辨光电子能谱系统的构造 |
| 2.2.2 深紫外激光角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.3 自旋分辨角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.4 飞行时间角分辨光电子能谱仪 |
| 2.2.5 大动量极低温角分辨光电子能谱仪 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2 的本征电子结构和能隙结构 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2在Γ点精细的电子结构 |
| 3.3.1 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2在Γ点平带的发现以及可能的物理图像 |
| 3.3.2 未退化和退化的(Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2在Γ点附近的平带 |
| 3.4 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2在M点精细的电子结构 |
| 3.5 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2在Γ和 M点之间存在能带复制 |
| 3.5.1 M点到Γ点的能带复制 |
| 3.5.2 Γ点到M点的能带复制 |
| 3.5.3 Γ点附近平带的形成 |
| 3.6 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2的超导能隙 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4 章 FeAs基超导体中普遍的(π,π)能带复制和表面重构 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 FeAs基超导体中发现的能带结构的复制 |
| 4.3.1 FeAs基超导体中费米面的复制 |
| 4.3.2 FeAs基超导体中能带的复制 |
| 4.4 (π,π)能带复制的起源 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2 的电子结构和超导能隙随碱金属掺杂的演变 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2电子结构随蒸K的变化 |
| 5.3.1 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2的费米面随蒸K的变化 |
| 5.3.2 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2的能带随蒸K的变化 |
| 5.4 (Ba_(0.6)K_(0.4))Fe_2As_2超导能隙随蒸K的演变 |
| 5.4.1 Γ点的费米动量和超导能隙随蒸K的演化 |
| 5.4.2 蒸K后Γ点处能带随着温度的演变 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 MoS_2的电子结构随着碱金属掺杂的演化 |
| 6.1 背景介绍 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 单层和块材的MoS_2的能带结构 |
| 6.4 导带底未知能带的出现 |
| 6.5 MoS_2中的金属绝缘转变 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及攻读学位期间发表的学术论文 |
（3）钙钛矿氧化物RFe1-xMnxO3和RBaCuFeO5结构、磁性和磁热效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钙钛矿氧化物简介 |
| 1.2 RFe_(1-x)Mn_xO_3简介 |
| 1.2.1 RFeO_3和RMnO_3结构和磁性 |
| 1.2.2 RFe_(1-x)2Mn_xO_3的研究现状 |
| 1.3 RBaCuFeO_5简介 |
| 1.3.1 RBaCuFeO_5结构和磁性 |
| 1.3.2 RBaCuFeO_5的研究现状 |
| 1.4 自旋重取向理论 |
| 1.5 磁热效应 |
| 1.6 本论文的选题思路 |
| 第2章 实验方法和仪器原理 |
| 2.1 样品的合成 |
| 2.1.1 多晶材料合成 |
| 2.1.2 单晶材料合成 |
| 2.2 晶体结构表征 |
| 2.2.1 X射线衍射技术 |
| 2.2.2 Laue X射线衍射技术 |
| 2.2.3 扫描电子显微技术 |
| 2.3 样品磁性和介电性质表征 |
| 2.3.1 磁性测量 |
| 2.3.2 介电性质测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 GdFe_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.3)单晶自旋重取向和磁热效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单晶样品的合成 |
| 3.3 GdFe_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.3)单晶的结构和磁性 |
| 3.3.1 GdFe_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.3)的结构 |
| 3.3.2 GdFe_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.3)的热磁曲线 |
| 3.3.3 GdFe_(1-x)Mn_xO_3(0≤x≤0.3)的磁热效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 RFe_(1-x)Mn_xO_3多晶的磁性质和磁热效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多晶样品的合成 |
| 4.3 RFe_(1-x)Mn_xO_3多晶的结构和磁性 |
| 4.3.1 RFe_(0.5)Mn_(0.5)O_3(R=Gd,Tb,Dy和 Ho)多晶结构 |
| 4.3.2 RFe_(0.5)Mn_(0.5)O_3(R=Gd,Tb,Dy和 Ho)热磁曲线 |
| 4.3.3 RFe_(0.5)Mn_(0.5)O_3(R=Gd,Tb,Dy和 Ho)磁热效应 |
| 4.3.4 TmFe_(1-x)Mn_xO_3(x≤0.3)多晶结构 |
| 4.3.5 TmFe_(1-x)Mn_xO_3(x≤0.3)热磁曲线 |
| 4.3.6 TmFe_(1-x)Mn_xO_3(x≤0.3)磁热效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 RBaCuFeO_5磁性、介电性质和磁热效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多晶样品的合成 |
| 5.3 RBaCuFeO_5实验结果和分析 |
| 5.3.1 YBa_(1-x)Ca_xCuFeO_5(x=0, 0.025, 0.05)的结构 |
| 5.3.2 YBa_(1-x)Ca_xCuFeO_5(x=0, 0.025, 0.05)磁性 |
| 5.3.3 YBa_(1-x)Ca_xCuFeO_5(x=0, 0.025, 0.05)介电性质 |
| 5.3.4 RBaCuFeO_5 (R=Gd和 Ho)结构 |
| 5.3.5 RBaCuFeO_5 (R=Gd和 Ho)磁性 |
| 5.3.6 RBaCuFeO_5 (R=Gd和 Ho)磁热效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）第一性原理计算软件ABACUS的发展与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 密度泛函理论与ABACUS计算软件介绍 |
| 1.1 密度泛函理论 |
| 1.1.1 Hartree-Fock方程 |
| 1.1.2 Thomas-Fermi模型 |
| 1.1.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 1.1.4 Kohn-Sham方程 |
| 1.1.5 交换关联泛函 |
| 1.2 ABACUS软件包与理论基础 |
| 1.2.1 ABACUS程序简介 |
| 1.2.2 平面波基组方案 |
| 1.2.3 数值原子轨道基组方案 |
| 1.3 ABACUS软件包发展分析 |
| 1.4 小结 |
| 第2章 分子动力学 |
| 2.1 方法介绍 |
| 2.2 微正则系综与Verlet算法 |
| 2.3 正则系综与热库方法 |
| 2.3.1 郎之万热库方法 |
| 2.3.2 安德森热库方法 |
| 2.3.3 Nose-Hoover热库方法 |
| 2.4 等温等压系综与Parinello-Rahman方法 |
| 2.5 氘在液态锂锡薄层中的留存与循环的第一性原理分子动力学研究 |
| 2.5.1 背景介绍 |
| 2.5.2 计算细节 |
| 2.5.3 结果和分析 |
| 2.5.4 结论 |
| 2.6 基于ABACUS软件的第一性原理分子动力学方法的其他研究 |
| 2.6.1 氘在液态金属锡中的扩散研究 |
| 2.6.2 对硅酸盐熔体中镁同位素扩散的研究 |
| 2.6.3 对四氯化铝作为铝离子电池石墨阴极插层化合物的协同效应的研究 |
| 2.7 问题与展望 |
| 2.8 小结 |
| 第3章 应力计算 |
| 3.1 数值原子轨道基组下的应力 |
| 3.1.1 应变对晶格基本物理量的影响 |
| 3.1.2 NAO基组下的应力张量 |
| 3.2 结果和讨论 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 自旋轨道耦合效应 |
| 4.1 自旋轨道耦合效应的引入 |
| 4.2 平面波基组下的实现 |
| 4.2.1 考虑电子自旋之后的系统总能量 |
| 4.2.2 自旋极化系统 |
| 4.2.3 非共线自旋系统 |
| 4.2.4 交换关联项 |
| 4.2.5 非局域赝势项 |
| 4.3 原子轨道基组下的实现 |
| 4.3.1 本征态 |
| 4.3.2 哈密顿量 |
| 4.3.3 哈密顿量矩阵元的计算 |
| 4.3.4 SOC计算中的2d块并行处理 |
| 4.4 测试结果与讨论 |
| 4.4.1 GaAs |
| 4.4.2 Bi_2Se_3 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 三角晶格磁性结构的第一性原理研究 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 晶体结构 |
| 5.3.2 能带结构 |
| 5.3.3 磁相互作用 |
| 5.3.4 经典自旋模型的磁相图 |
| 5.4 总结 |
| 第6章 ABACUS发展总结 |
| 附录A 平面波基组下应力计算 |
| A.1 动能部分 |
| A.2 哈特利项部分 |
| A.3 交换关联项部分 |
| A.4 局域赝势部分 |
| A.5 非局域赝势部分 |
| A.6 Ewald项部分 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）钙钛矿型铋铅酸钡基超导体的合成及超导性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超导材料的发展史 |
| 1.3 超导体的基本特性及其应用 |
| 1.3.1 零电阻效应 |
| 1.3.2 迈斯纳效应 |
| 1.3.3 约瑟夫森效应 |
| 1.4 铋酸盐超导体研究综述 |
| 1.5 论文的选题依据和主要研究内容 |
| 第2章 样品的合成与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 实验所用仪器设备 |
| 2.4 陶瓷制备工艺 |
| 2.5 陶瓷样品的结构表征与性能测试技术 |
| 2.5.1 X射线衍射分析 |
| 2.5.2 X射线光电子能谱测试 |
| 2.5.3 选区电子衍射测试 |
| 2.5.4 超导性能测试 |
| 第3章 B位铟掺杂铋铅酸钡基化合物的合成、结构和超导电性 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验样品制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)In_xO_(3-δ)结构分析 |
| 3.3.2 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)In_xO_(3-δ)元素价态分析 |
| 3.3.3 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)In_xO_(3-δ)氧空位分析 |
| 3.3.4 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)In_xO_(3-δ)超导性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 B位镁掺杂铋铅酸钡基化合物的合成、结构和超导电性 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验样品制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)Mg_xO_(3-δ)固溶体结构分析 |
| 4.3.2 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)Mg_xO_(3-δ)元素价态分析 |
| 4.3.3 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)Mg_xO_(3-δ)氧空位分析 |
| 4.3.4 Ba(Bi_(0.25)Pb_(0.75))_(1-x)Mg_xO_(3-δ)超导性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 A位镨掺杂铋铅酸钡基化合物的合成、结构和超导电性 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验样品制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ba_(1-x)Pr_x Bi_(0.25)Pb_(0.75)O_(3-δ)固溶体结构分析 |
| 5.3.2 Ba_(1-x)Pr_x Bi_(0.25)Pb_(0.75)O_(3-δ)元素价态分析 |
| 5.3.3 Ba_(1-x)Pr_x Bi_(0.25)Pb_(0.75)O_(3-δ)超导性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 锂锰氧化合物中锂离子的长程和短程传输动力学 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验样品制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构分析 |
| 6.3.2 介电性能分析 |
| 6.3.2.1 介电常数 |
| 6.3.2.2 复阻抗谱 |
| 6.3.2.3 交流电导率 |
| 6.3.2.4 复电模谱分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文与专利 |
| 致谢 |
（6）几种新型超导和相关材料的探索与物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超导体的发现 |
| 1.2 常规超导体的机理 |
| 1.3 非常规超导体的发展 |
| 1.3.1 铜基氧化物超导体简述 |
| 1.3.2 铁基超导体简述 |
| 1.3.3 其他新型过渡族金属超导体简述 |
| 1.4 结构配位对能带的影响 |
| 1.5 选题意义及内容安排 |
| 第2章 实验技术路线,原理及方法 |
| 2.1 探索新型超导体技术路线 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 固相粉晶制备 |
| 2.2.2 固相单晶生长 |
| 2.3 结构解析 |
| 2.3.1 X射线粉晶衍射 |
| 2.3.2 Rietveld方法精修粉晶结构 |
| 2.4 物性测试(PPMS) |
| 第3章 新型CuAs基超导体系的合成,结构与物性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RE_2Cu_5As_3O_2样品的制备与表征 |
| 3.2.1 RE_2Cu_5As_3O_2体系的制备 |
| 3.2.2 RE_2Cu_5As_3O_2的结构解析 |
| 3.2.3 RE_2Cu_5As_3O_2的电磁特性与相变 |
| 3.2.4 RE_2Cu_5As_3O_2掺杂Ni的结构分析 |
| 3.2.5 RE_2Cu_5As_3O_2掺杂Ni的电磁特性 |
| 3.2.6 RE_2Cu_5As_3O_2掺杂Ni的相图 |
| 3.2.7 RE_2Cu_5As_3O_2的能带计算 |
| 3.3 RE=Ce,Sm体系样品的表征 |
| 3.3.1 RE_2Ni_5As_3O_2 (RE=Ce,Sm)体系的结构与物性 |
| 3.3.2 RE_2(Ni_(1-x)Cu_x)_5As_3O_2 (RE=Ce,Sm)体系的结构分析 |
| 3.3.3 RE_2(Ni_(1-x)Cu_x)_5As_3O_2 (RE=Ce,Sm)体系的电磁特性 |
| 3.4 其他新型Cu基化合物体系的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 新型金基、钯基超导体的合成,结构与物性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AuTe_2Se_(4/3)样品的制备与表征 |
| 4.2.1 AuTe_2Se_(4/3)单晶的制备 |
| 4.2.2 AuTe_2Se_(4/3)晶体结构解析 |
| 4.2.3 AuTe_2Se_(4/3)的二维超导特性 |
| 4.2.4 AuTe_2Se_(4/3)的能带计算与价态 |
| 4.3 Pd_3Te_2样品的制备与表征 |
| 4.3.1 Pd_3Te_2纯相的制备及结构 |
| 4.3.2 Pd_3Te_2的电磁特性 |
| 4.3.3 Pd_3Te_2的能带计算 |
| 4.4 LnPdAsO体系的合成与结构解析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 122铁砷基超导体系物性决定单元的电中性调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Sr_(1-x)Ba_xFe_2As_(2-y)P_y体系的制备 |
| 5.3 Sr_(1-x)Ba_xFe_2As_(2-y)P_y体系的结构 |
| 5.4 Sr_(1-x)Ba_xFe_2As_(2-y)P_y体系的电磁特性 |
| 5.5 Sr_(1-x)Ba_xFe_2As_(2-y)P_y体系的相图分析 |
| 5.6 Sr_(1-x)Ba_xFe_2As_(2-y)P_y体系的能带计算 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（7）钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿结构的功能材料体系 |
| 1.2.1 钙钛矿材料的结构 |
| 1.2.2 钙钛矿基介电与铁电材料 |
| 1.2.3 钙钛矿型氧化物基磁性及多铁材料 |
| 1.2.4 钙钛矿结构相变存储材料与忆阻器 |
| 1.2.5 钙钛矿型新能源催化材料 |
| 1.2.6 钙钛矿型高温超导材料 |
| 1.2.7 钙钛矿的阴离子调控化学与物理 |
| 1.3 钙钛矿材料的制备方法 |
| 1.3.1 固相合成方法 |
| 1.3.2 水热法 |
| 1.3.3 钙钛矿结构氧化物表面化学与晶面可控生长 |
| 1.4 钙钛矿结构稀土铬酸盐简介 |
| 1.4.1 钙钛矿型稀土铬酸盐的结构特点 |
| 1.4.2 钙钛矿结构铬酸盐的物理化学性质 |
| 1.5 热致变色现象及热致变色材料 |
| 1.5.1 热致变色现象简介 |
| 1.5.2 热致变色材料分类 |
| 1.5.3 钙钛矿结构热致变色材料 |
| 1.5.4 不可逆热致变色材料及其应用前景 |
| 1.6 本论文的选题目的、意义及主要结果 |
| 参考文献 |
| 第二章 钙钛矿结构重稀土铬酸盐RECr O_3(RE=Er,Tm,Yb,Lu)的温和水热合成及磁性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 合成方法 |
| 2.2.3 主要分析测试仪器与数据分析方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 粉末X-射线拟合及其晶体结构分析 |
| 2.3.2 材料的水热晶化机制 |
| 2.3.3 材料的形貌和元素组成 |
| 2.3.4 价态分析 |
| 2.3.5 拉曼振动模分析 |
| 2.3.6 紫外可见光谱和傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.3.7 变温磁化率及磁滞回线分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 钙钛矿结构稀土铬酸盐的晶面可控合成及其机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 主要测试仪器和相应测试条件 |
| 3.2.3 晶面调控方法及条件 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 温和水热法合成B-位有序掺杂的LaCr_(1-x)Mn_x O_3(x=0.1,0.2,0.3)单晶及其磁学行为研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 化学试剂 |
| 4.2.2 主要测试仪器和相应测试条件 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 LaCr_(1-x)Mn_x O_3 的合成及影响因素 |
| 4.3.2 样品的化学组成及结构分析 |
| 4.3.3 晶体形貌分析 |
| 4.3.4 X射线光电子能谱分析 |
| 4.3.5 磁性测试及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 La Cr_(1-x)Al_x O_3 (x=0.05, 0.08, 0.12, 0.15)的水热合成及 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 化学药品与试剂 |
| 5.2.2 主要分析测试仪器与数据分析方法 |
| 5.2.3 合成方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 合成条件 |
| 5.3.2 结构表征及讨论 |
| 5.3.3 形貌及成分表征 |
| 5.3.4 拉曼光谱测试分析 |
| 5.3.5 磁性测试分析 |
| 5.3.6 热致变色性质测试及分析 |
| 5.3.7 变温紫外-可见光谱分析 |
| 5.3.8 热分析 |
| 5.3.9 元素价态分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 作者简介及博士在读期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）原位双线圈互感测量系统的开发及其在单层FeSe/SrTiO3薄膜的超导性研究中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导现象简介 |
| 1.1.2 超导基础理论的发展 |
| 1.1.3 超导材料的探索 |
| 1.2 高结晶度超导薄膜 |
| 1.3 后续章节内容安排 |
| 第二章 实验仪器和原理 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.1.1 真空环境的基本概念及其必要性 |
| 2.1.2 超高真空的获得 |
| 2.1.3 超高真空的维护 |
| 2.2 材料生长技术 |
| 2.2.1 分子束外延 |
| 2.2.2 高能电子衍射(RHEED)原位监测 |
| 2.3 极低温与强磁场环境的获得 |
| 2.3.1 低温制冷技术 |
| 2.3.2 强磁场技术 |
| 2.4 扫描隧道显微镜 |
| 2.4.1 量子隧穿电流 |
| 2.4.2 扫描隧道显微镜系统 |
| 2.5 原位四探针输运测量系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 原位双线圈互感测量系统的开发 |
| 3.1 开发背景 |
| 3.1.1 对二维薄膜的超导性的测量 |
| 3.2 双线圈互感测量原理 |
| 3.3 测量系统搭建 |
| 3.3.1 原型STM+ |
| 3.3.2 双线圈互感探针设计 |
| 3.3.3 双线圈互感系统测量电路 |
| 3.4 双线圈互感系统性能测试 |
| 3.5 超流密度的获得 |
| 3.6 本系统在原子层厚二维超导薄膜研究中的应用 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 单层FeSe/SrTiO_3的超导性的原位综合测量 |
| 4.1 单层FeSe/SrTiO_3体系的研究现状 |
| 4.1.1 FeSe体材料和独立FeSe薄膜 |
| 4.1.2 界面增强的单层FeSe超导电性 |
| 4.2 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的制备 |
| 4.2.1 SrTiO_3衬底的预处理 |
| 4.2.2 单层FeSe薄膜的MBE生长 |
| 4.3 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的超导性的原位测量 |
| 4.3.1 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的STM表征 |
| 4.3.2 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的原位输运测量 |
| 4.3.3 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的原位抗磁测量 |
| 4.4 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的磁通涡旋融化相变 |
| 4.5 生长条件对单层FeSe/SrTiO_3薄膜样品的超导性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 相位刚度主导的单层FeSe/SrTiO_3超导性 |
| 5.1 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的能隙与超导性的关系 |
| 5.1.1 能隙与超导性的关联的缺失 |
| 5.1.2 样品能隙分布的均匀性 |
| 5.2 超导体的相位刚度 |
| 5.3 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的相位刚度与超导电性的关系 |
| 5.3.1 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的相位刚度的测量 |
| 5.3.2 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的相位刚度与临界温度的线性关系 |
| 5.3.3 插层Fe原子对单层FeSe/SrTiO_3薄膜的影响 |
| 5.4 非相干电子对的STM观测 |
| 5.5 单层FeSe/SrTiO_3薄膜的超导性变化的物理图像 |
| 5.6 关于相位刚度变化机制的讨论与后续研究的展望 |
| 5.6.1 界面效应调控相位刚度 |
| 5.6.2 单层FeSe/SrTiO_3薄膜中的可能的有节点能隙 |
| 5.7 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）碱金属插层的FeSe1-xTex与ZrNCl的超导电性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超导电性的研究简史 |
| 1.2 铁基超导材料结构与特征 |
| 1.2.1 铁基超导体系的分类 |
| 1.2.2 元素替换掺杂对FeSe超导电性的影响 |
| 1.3 三元层状氮化物(MNX)体系 |
| 1.3.1 MNX体系的晶体结构 |
| 1.3.2 MNX体系的电子结构 |
| 1.3.3 MNX体系的超导电性实验研究 |
| 1.4 本论文的选题背景以及主要研究内容 |
| 第2章 碱金属插层超导材料的研究方法 |
| 2.1 超导材料的合成 |
| 2.1.1 高温固相合成法 |
| 2.1.2 助熔剂法 |
| 2.1.3 溶液反应法 |
| 2.1.4 化学气相输运法 |
| 2.2 超导材料的场效应管载流子调控技术 |
| 2.2.1 传统场效应管(MIS-FET) |
| 2.2.2 双电层场效应管(EDL-FET) |
| 2.2.3 固态离子场效应管(SIC-FET) |
| 第3章 钾和氨共插层化合物K_x(NH_3)_yFe_2Se_2的超导电性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.2.1 前驱体材料β-FeSe的制备 |
| 3.2.2 插层化合物K_(0.3)(NH_3)_yFe_2Se_2和K_(0.6)(NH_3)_yFe_2Se_2的制备 |
| 3.2.3 实验手段 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钾和氨共插层化合物K_z(NH_3)_y(FeSe_(1-x)Te_x)_2的超导电性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 固态离子导体调控ZrNCl薄层样品的超导电性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验细节 |
| 5.2.1 β-ZrNCl单晶的制备 |
| 5.2.2 β-ZrNCl测试器件的制备 |
| 5.2.3 输运测量 |
| 5.2.4 原位XRD测量 |
| 5.3 实验结果及讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间论文发表及科研情况 |
（10）高压下富氢高温超导体的理论设计（论文提纲范文）
| 论文提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超导材料 |
| 1.1.1 超导电性的实验发现 |
| 1.1.2 超导材料的分类 |
| 1.1.3 常压超导材料研究现状 |
| 1.2 高压科学 |
| 1.2.1 高压科学产生新材料的方式 |
| 1.2.2 高压科学对超导研究的意义 |
| 1.3 富氢化合物高温超导体 |
| 1.3.1 金属氢 |
| 1.3.2 富氢化合物高温超导体研究现状 |
| 1.3.3 亟需解决的关键科学问题 |
| 1.4 论文选题目的和意义 |
| 第2章 基本理论和计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.3 交换关联泛函 |
| 2.2 赝势方法 |
| 2.3 晶体结构预测 |
| 2.3.1 势能面 |
| 2.3.2 粒子群优化算法(PSO) |
| 2.4 BCS理论 |
| 2.4.1 éliashberg理论 |
| 2.4.2 McMillan方程 |
| 第3章 高压下电子掺杂的Li-Mg-H高温超导体的理论设计 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高压下电子掺杂的Li-Y-H高温超导体的理论设计 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高压下分子掺杂的C-S-H高温超导体的理论设计 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读研究生期间公开发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、Sc替代Y-Ba-Cu-O(123)系统的Cu位对该系统电子结构的影响（论文参考文献）
- [1]高压下材料的超导电性、电荷密度波与形貌依赖的电输运行为的演化[D]. 李淑甲. 吉林大学, 2021(01)
- [2]铁基超导体和MoS2的角分辨光电子能谱研究[D]. 蔡永青. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021
- [3]钙钛矿氧化物RFe1-xMnxO3和RBaCuFeO5结构、磁性和磁热效应[D]. 苏磊. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021
- [4]第一性原理计算软件ABACUS的发展与应用[D]. 郑大也. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]钙钛矿型铋铅酸钡基超导体的合成及超导性能研究[D]. 郑贤德. 桂林理工大学, 2021(01)
- [6]几种新型超导和相关材料的探索与物性研究[D]. 陈旭. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2020(01)
- [7]钙钛矿结构稀土铬酸盐的低温可控水热合成、磁性及热致变色性质研究[D]. 王珊. 吉林大学, 2020(08)
- [8]原位双线圈互感测量系统的开发及其在单层FeSe/SrTiO3薄膜的超导性研究中的应用[D]. 段明超. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]碱金属插层的FeSe1-xTex与ZrNCl的超导电性研究[D]. 肖宾宾. 湘潭大学, 2020(12)
- [10]高压下富氢高温超导体的理论设计[D]. 孙莹. 吉林大学, 2020(08)