新型准一维量子功能材料高压合成及物性研究
发布时间：2021-01-11 19:42
一维材料体系由于维度降低,其物理性质通常有别于二维和三维材料体系,展现出许多新颖的物理现象。本论文主要利用高温高压技术发现并制备了系列新型准一维三元硫族化合物,并对该系列化合物的晶体结构、电输运性质、磁学相关性质及热力学性质进行了系统研究,主要的研究内容包括以下几个方面:（1）热电材料在能源转化方面受到广泛关注,锡的硫族化合物成为热电领域的研究热点。利用高温高压条件,合成了Ba9Sn3Te15单晶,通过单晶衍射技术对Ba9Sn3Te15的晶体结构进行了详细分析,证明Ba9Sn3Te15具有准一维晶体结构。通过系统掺杂,获得了Ba9Sn3(Te1-xSex)15（x=0–1）系列化合物,其带隙和Seebeck系数随着Se含量增大单调增大。理论计算结果显示Ba9Sn...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
宇宙中的压力尺度[引自毛河光先生爱因斯坦讲座教授讲习班演讲，北京，2005]
223绝缘体 Bi2Te3的超导转变温度从常压下 3 K 增加到 8 K[5]。除此之外，一个重要的方面是压力驱动的巡游磁性聚集体量子序新体系。通常，我们可以通价掺杂实现相邻原子轨道重叠，进而诱导出现金属性质。但是随着掺杂浓度大，往往容易引起相分离。通过施加外压，缩短相邻原子之间的距离，提高重叠程度，可以方便而有效的实现绝缘体到金属电性的调控。这里压力不仅调控绝缘体金属相变，同时压力可以用于研究金属和磁有序共存、转化和相合特征的巡游磁性体系新物质，着重研究压力和自旋序相互作用在强耦合体量子临界相变方面的应用。对于多数的有机化合物，都是绝缘体。如单分子磁其磁性和电性很难关联在一起研究，通过压力作用，可以实现磁性绝缘体到的转变，为研究电子和自旋之间的耦合作用提供了机遇[26]。1.3 不同维度材料的研究现状简介
进而产生的多个量子态竞争和共存以及自旋量子霍尔效应等现象，一直激励着广大科研工作者在开拓具有这些量子属性的新型功能材料领域奋勇向前。随着一代代科学家在功能材料研究领域工作的深入，研究因维数效应产生的新奇物理现象成为关联体系中，除电荷、自旋及轨道等量子属性外的另一自由度。如围绕量子点、纳米线、二维薄膜材料，发现了很多不同于体相材料的奇异物性。随着半导体 CdS 材料尺寸从分子级别增大到宏观晶体，其带隙从 4.5 eV 减小到2.5 eV，辐射寿命从几十个皮秒增到到几个纳秒，而压力诱导的四配位到六配位结构相变从 9 GPa 减小到 2 GPa。这些现象可以简单的按照图 1.2 半导体的态密度随着维度的变化关系来理解。在量子点或者纳米簇的尺寸范围内，材料的能带是孤立的，原子振动的能量只能束缚在原来的位置附近；随着量子点尺寸增大，能带密集程度增加，在体相材料中甚至呈现连续态密度，通过原子振动，可以传递能量，更高温度下可实现电子的流动[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用高压技术设计和研制超导材料新体系[J]. 靳常青. 科学通报. 2017(34)
[2]长链间距准一维Cs2Cr3As3中的超导电性（英文）[J]. 汤章图,鲍金科,王震,白桦,蒋好,刘艺,翟会飞,冯春木,许祝安,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]高温超导体的结构组装[J]. 靳常青. 高压物理学报. 2003(03)
本文编号：2971363
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
宇宙中的压力尺度[引自毛河光先生爱因斯坦讲座教授讲习班演讲，北京，2005]
223绝缘体 Bi2Te3的超导转变温度从常压下 3 K 增加到 8 K[5]。除此之外，一个重要的方面是压力驱动的巡游磁性聚集体量子序新体系。通常，我们可以通价掺杂实现相邻原子轨道重叠，进而诱导出现金属性质。但是随着掺杂浓度大，往往容易引起相分离。通过施加外压，缩短相邻原子之间的距离，提高重叠程度，可以方便而有效的实现绝缘体到金属电性的调控。这里压力不仅调控绝缘体金属相变，同时压力可以用于研究金属和磁有序共存、转化和相合特征的巡游磁性体系新物质，着重研究压力和自旋序相互作用在强耦合体量子临界相变方面的应用。对于多数的有机化合物，都是绝缘体。如单分子磁其磁性和电性很难关联在一起研究，通过压力作用，可以实现磁性绝缘体到的转变，为研究电子和自旋之间的耦合作用提供了机遇[26]。1.3 不同维度材料的研究现状简介
进而产生的多个量子态竞争和共存以及自旋量子霍尔效应等现象，一直激励着广大科研工作者在开拓具有这些量子属性的新型功能材料领域奋勇向前。随着一代代科学家在功能材料研究领域工作的深入，研究因维数效应产生的新奇物理现象成为关联体系中，除电荷、自旋及轨道等量子属性外的另一自由度。如围绕量子点、纳米线、二维薄膜材料，发现了很多不同于体相材料的奇异物性。随着半导体 CdS 材料尺寸从分子级别增大到宏观晶体，其带隙从 4.5 eV 减小到2.5 eV，辐射寿命从几十个皮秒增到到几个纳秒，而压力诱导的四配位到六配位结构相变从 9 GPa 减小到 2 GPa。这些现象可以简单的按照图 1.2 半导体的态密度随着维度的变化关系来理解。在量子点或者纳米簇的尺寸范围内，材料的能带是孤立的，原子振动的能量只能束缚在原来的位置附近；随着量子点尺寸增大，能带密集程度增加，在体相材料中甚至呈现连续态密度，通过原子振动，可以传递能量，更高温度下可实现电子的流动[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]运用高压技术设计和研制超导材料新体系[J]. 靳常青. 科学通报. 2017(34)
[2]长链间距准一维Cs2Cr3As3中的超导电性（英文）[J]. 汤章图,鲍金科,王震,白桦,蒋好,刘艺,翟会飞,冯春木,许祝安,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]高温超导体的结构组装[J]. 靳常青. 高压物理学报. 2003(03)
本文编号：2971363
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