VO 2 金属—绝缘体转变相关问题研究

发布时间：2022-11-12 14:20

　　VO₂在340 K温度附近发生金属-绝缘体转变,对转变起因的了解一直是热点的研究,虽然已提出很多理论或模型,但涉及转变的物理本质至今仍未达成共识。由于伴随转变有几个量级的电阻率突变,使其显示出巨大的潜在应用前景,但VO₂本身的转变温度大大高于室温,限制了其应用价值,如何实现室温附近的金属-绝缘体转变则成为另一个热点的研究。本论文基于电、磁性质的实验研究,从金属-绝缘体转变和由磁化率突变所表征的磁转变之间的关联性、转变前后的磁行为以及高价态离子的掺杂效应等角度,围绕金属-绝缘体转变相关的问题开展研究,论文主要工作及创新点概况如下:1、基于VO₂样品的电阻率和磁化率随温度变化关系的实验研究,从实验上揭示金属-绝缘体转变和由磁化率突变所表征的磁转变发生在相同的温度范围内,两种转变之间显示出密切的关联性。2、将对磁性高度敏感的电子顺磁共振技术应用于VO₂样品转变前后顺磁行为的研究,结果表明,转变温度以上样品中没有可观测的顺磁共振信号,而转变温度以下观察到明显的共振信号且信号强度随温度降低而增大。基于电子顺磁... 

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属-绝缘体转变
    1.3 二氧化钒的结构及其性质
    1.4 二氧化钒的性能调控
    1.5 二氧化钒的应用
    1.6 二氧化钒研究进展
    1.7 本文选题依据和研究内容
2 高质量VO_2样品的制备及其金属-绝缘体转变和磁转变
    2.1 A型 VO_2单相样品的制备工艺
    2.2 VO_2 样品的金属-绝缘体转变
    2.3 VO_2 样品的磁转变
    2.4 VO_2 顺磁性的实验证实
    2.5 M-I转变和磁转变之间的关联性
    2.6 本章小结
3 VO_2 样品电子顺磁共振行为研究
    3.1 电子顺磁共振
    3.2 VO_2 样品电子顺磁共振的实验结果
    3.3 转变温度以下电子顺磁共振谱的分析
    3.4 高温无顺磁共振信号的可能原因的分析和讨论
    3.5 本章小结
4 VO_2 样品高、低温磁化率的定量分析
    4.1 顺磁磁化率的两个典型的理论
    4.2 高温顺磁磁化率的起因及其定量解释
    4.3 低温顺磁磁化率的起因分析及其定量解释
    4.4 本章小结
5 VO_2 中金属-绝缘体转变和磁转变的起因
    5.1 二电子模型
    5.2 二电子系统电子态的理论分析
    5.3 二聚体形成和磁相变的机理
    5.4 低温反常顺磁性的起因及磁化率表达式
    5.5 金属-绝缘体转变的起因
    5.6 本章小结
6 VO_2 样品中Nb和 Ta掺杂效应
    6.1 Nb、Ta掺杂样品的制备及其结构
    6.2 Nb掺杂样品的金属-绝缘体转变
    6.3 Ta掺杂样品的金属-绝缘体转变
    6.4 Nb、Ta掺杂样品金属-绝缘体转变和磁转变的关联性
    6.5 本章小结
7 掺杂引起磁性的变化及金属-绝缘体转变温度降低的原因
    7.1 Nb掺杂对高温泡利顺磁性的影响
    7.2 Nb掺杂对低温顺磁性的影响
    7.3 影响金属-绝缘体转变温度的因素分析和讨论
    7.4 本章小结
8 全文总结与展望
    8.1 全文总结
    8.2 展望
致谢
参考文献
附录Ⅰ 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录Ⅱ 攻读博士学位期间申请的国家发明专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国制造2025》2017版技术路线图发布[J].   机械工业标准化与质量. 2018(04)
[2]电子自旋共振中的g因子[J]. 翁斯灏.  物理实验. 1992(05)



本文编号：3706529