新型準(zhǔn)一維量子功能材料高壓合成及物性研究
發(fā)布時(shí)間：2021-01-11 19:42
一維材料體系由于維度降低,其物理性質(zhì)通常有別于二維和三維材料體系,展現(xiàn)出許多新穎的物理現(xiàn)象。本論文主要利用高溫高壓技術(shù)發(fā)現(xiàn)并制備了系列新型準(zhǔn)一維三元硫族化合物,并對(duì)該系列化合物的晶體結(jié)構(gòu)、電輸運(yùn)性質(zhì)、磁學(xué)相關(guān)性質(zhì)及熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:（1）熱電材料在能源轉(zhuǎn)化方面受到廣泛關(guān)注,錫的硫族化合物成為熱電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用高溫高壓條件,合成了Ba9Sn3Te15單晶,通過單晶衍射技術(shù)對(duì)Ba9Sn3Te15的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析,證明Ba9Sn3Te15具有準(zhǔn)一維晶體結(jié)構(gòu)。通過系統(tǒng)摻雜,獲得了Ba9Sn3(Te1-xSex)15（x=0–1）系列化合物,其帶隙和Seebeck系數(shù)隨著Se含量增大單調(diào)增大。理論計(jì)算結(jié)果顯示Ba9Sn...
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】：150 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
宇宙中的壓力尺度[引自毛河光先生愛因斯坦講座教授講習(xí)班演講，北京，2005]
223絕緣體 Bi2Te3的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度從常壓下 3 K 增加到 8 K[5]。除此之外，一個(gè)重要的方面是壓力驅(qū)動(dòng)的巡游磁性聚集體量子序新體系。通常，我們可以通價(jià)摻雜實(shí)現(xiàn)相鄰原子軌道重疊，進(jìn)而誘導(dǎo)出現(xiàn)金屬性質(zhì)。但是隨著摻雜濃度大，往往容易引起相分離。通過施加外壓，縮短相鄰原子之間的距離，提高重疊程度，可以方便而有效的實(shí)現(xiàn)絕緣體到金屬電性的調(diào)控。這里壓力不僅調(diào)控絕緣體金屬相變，同時(shí)壓力可以用于研究金屬和磁有序共存、轉(zhuǎn)化和相合特征的巡游磁性體系新物質(zhì)，著重研究壓力和自旋序相互作用在強(qiáng)耦合體量子臨界相變方面的應(yīng)用。對(duì)于多數(shù)的有機(jī)化合物，都是絕緣體。如單分子磁其磁性和電性很難關(guān)聯(lián)在一起研究，通過壓力作用，可以實(shí)現(xiàn)磁性絕緣體到的轉(zhuǎn)變，為研究電子和自旋之間的耦合作用提供了機(jī)遇[26]。1.3 不同維度材料的研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介
進(jìn)而產(chǎn)生的多個(gè)量子態(tài)競(jìng)爭(zhēng)和共存以及自旋量子霍爾效應(yīng)等現(xiàn)象，一直激勵(lì)著廣大科研工作者在開拓具有這些量子屬性的新型功能材料領(lǐng)域奮勇向前。隨著一代代科學(xué)家在功能材料研究領(lǐng)域工作的深入，研究因維數(shù)效應(yīng)產(chǎn)生的新奇物理現(xiàn)象成為關(guān)聯(lián)體系中，除電荷、自旋及軌道等量子屬性外的另一自由度。如圍繞量子點(diǎn)、納米線、二維薄膜材料，發(fā)現(xiàn)了很多不同于體相材料的奇異物性。隨著半導(dǎo)體 CdS 材料尺寸從分子級(jí)別增大到宏觀晶體，其帶隙從 4.5 eV 減小到2.5 eV，輻射壽命從幾十個(gè)皮秒增到到幾個(gè)納秒，而壓力誘導(dǎo)的四配位到六配位結(jié)構(gòu)相變從 9 GPa 減小到 2 GPa。這些現(xiàn)象可以簡(jiǎn)單的按照?qǐng)D 1.2 半導(dǎo)體的態(tài)密度隨著維度的變化關(guān)系來理解。在量子點(diǎn)或者納米簇的尺寸范圍內(nèi)，材料的能帶是孤立的，原子振動(dòng)的能量只能束縛在原來的位置附近；隨著量子點(diǎn)尺寸增大，能帶密集程度增加，在體相材料中甚至呈現(xiàn)連續(xù)態(tài)密度，通過原子振動(dòng)，可以傳遞能量，更高溫度下可實(shí)現(xiàn)電子的流動(dòng)[27]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]運(yùn)用高壓技術(shù)設(shè)計(jì)和研制超導(dǎo)材料新體系[J]. 靳常青. 科學(xué)通報(bào). 2017(34)
[2]長(zhǎng)鏈間距準(zhǔn)一維Cs2Cr3As3中的超導(dǎo)電性（英文）[J]. 湯章圖,鮑金科,王震,白樺,蔣好,劉藝,翟會(huì)飛,馮春木,許祝安,曹光旱. Science China Materials. 2015(01)
[3]Ferromagnetism at 230 K in(Ba0.7K0.3)(Zn0.85Mn0.15)2As2 diluted magnetic semiconductor[J]. Kan Zhao,Bijuan Chen,Guoqiang Zhao,Zhen Yuan,Qingqing Liu,Zheng Deng,Jinlong Zhu,Changqing Jin. Chinese Science Bulletin. 2014(21)
[4]New quantum matters:Build up versus high pressure tuning[J]. JIN ChangQing,WANG XianCheng,LIU QingQing,ZHANG SiJia,FENG ShaoMin,DENG Zheng,YU RiCheng,ZHU JingLong. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2013(12)
[5]高溫超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)組裝[J]. 靳常青. 高壓物理學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào)：2971363
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】：150 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
宇宙中的壓力尺度[引自毛河光先生愛因斯坦講座教授講習(xí)班演講，北京，2005]
223絕緣體 Bi2Te3的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度從常壓下 3 K 增加到 8 K[5]。除此之外，一個(gè)重要的方面是壓力驅(qū)動(dòng)的巡游磁性聚集體量子序新體系。通常，我們可以通價(jià)摻雜實(shí)現(xiàn)相鄰原子軌道重疊，進(jìn)而誘導(dǎo)出現(xiàn)金屬性質(zhì)。但是隨著摻雜濃度大，往往容易引起相分離。通過施加外壓，縮短相鄰原子之間的距離，提高重疊程度，可以方便而有效的實(shí)現(xiàn)絕緣體到金屬電性的調(diào)控。這里壓力不僅調(diào)控絕緣體金屬相變，同時(shí)壓力可以用于研究金屬和磁有序共存、轉(zhuǎn)化和相合特征的巡游磁性體系新物質(zhì)，著重研究壓力和自旋序相互作用在強(qiáng)耦合體量子臨界相變方面的應(yīng)用。對(duì)于多數(shù)的有機(jī)化合物，都是絕緣體。如單分子磁其磁性和電性很難關(guān)聯(lián)在一起研究，通過壓力作用，可以實(shí)現(xiàn)磁性絕緣體到的轉(zhuǎn)變，為研究電子和自旋之間的耦合作用提供了機(jī)遇[26]。1.3 不同維度材料的研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介
進(jìn)而產(chǎn)生的多個(gè)量子態(tài)競(jìng)爭(zhēng)和共存以及自旋量子霍爾效應(yīng)等現(xiàn)象，一直激勵(lì)著廣大科研工作者在開拓具有這些量子屬性的新型功能材料領(lǐng)域奮勇向前。隨著一代代科學(xué)家在功能材料研究領(lǐng)域工作的深入，研究因維數(shù)效應(yīng)產(chǎn)生的新奇物理現(xiàn)象成為關(guān)聯(lián)體系中，除電荷、自旋及軌道等量子屬性外的另一自由度。如圍繞量子點(diǎn)、納米線、二維薄膜材料，發(fā)現(xiàn)了很多不同于體相材料的奇異物性。隨著半導(dǎo)體 CdS 材料尺寸從分子級(jí)別增大到宏觀晶體，其帶隙從 4.5 eV 減小到2.5 eV，輻射壽命從幾十個(gè)皮秒增到到幾個(gè)納秒，而壓力誘導(dǎo)的四配位到六配位結(jié)構(gòu)相變從 9 GPa 減小到 2 GPa。這些現(xiàn)象可以簡(jiǎn)單的按照?qǐng)D 1.2 半導(dǎo)體的態(tài)密度隨著維度的變化關(guān)系來理解。在量子點(diǎn)或者納米簇的尺寸范圍內(nèi)，材料的能帶是孤立的，原子振動(dòng)的能量只能束縛在原來的位置附近；隨著量子點(diǎn)尺寸增大，能帶密集程度增加，在體相材料中甚至呈現(xiàn)連續(xù)態(tài)密度，通過原子振動(dòng)，可以傳遞能量，更高溫度下可實(shí)現(xiàn)電子的流動(dòng)[27]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]運(yùn)用高壓技術(shù)設(shè)計(jì)和研制超導(dǎo)材料新體系[J]. 靳常青. 科學(xué)通報(bào). 2017(34)
[2]長(zhǎng)鏈間距準(zhǔn)一維Cs2Cr3As3中的超導(dǎo)電性（英文）[J]. 湯章圖,鮑金科,王震,白樺,蔣好,劉藝,翟會(huì)飛,馮春木,許祝安,曹光旱. Science China Materials. 2015(01)
[3]Ferromagnetism at 230 K in(Ba0.7K0.3)(Zn0.85Mn0.15)2As2 diluted magnetic semiconductor[J]. Kan Zhao,Bijuan Chen,Guoqiang Zhao,Zhen Yuan,Qingqing Liu,Zheng Deng,Jinlong Zhu,Changqing Jin. Chinese Science Bulletin. 2014(21)
[4]New quantum matters:Build up versus high pressure tuning[J]. JIN ChangQing,WANG XianCheng,LIU QingQing,ZHANG SiJia,FENG ShaoMin,DENG Zheng,YU RiCheng,ZHU JingLong. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2013(12)
[5]高溫超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)組裝[J]. 靳常青. 高壓物理學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào)：2971363
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