二锑化铌的高温高压制备及其物性研究
发布时间：2021-11-12 09:40
拓扑绝缘体和拓扑半金属所表现出奇异的物理性质、独特的体态电子结构以及能量的低耗损等特点在半导体应用领域拥有极大的开发潜力。探索更多优质的拓扑材料成为近年来凝聚态物理学科的一个研究热点。最近几年的研究发现VA族元素化合物表现出了许多奇异的物理特性引起了人们的关注。高压是探索新材料、新物相的有效手段。本论文对探索新的拓扑材料做了研究,对VA族元素化合物NbSb2进行了常规表征以及探究高压对该材料性质的影响,得到了以下的研究结果:1.分别用高温高压合成法和自助溶剂法成功制备出单斜相的NbSb2,通过X射线衍射仪（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）分析了两种合成方法制备NbSb2的优劣。测试结果发现自助溶剂法制备出的NbSb2样品比高温高压合成法制备出的样品纯度高、晶粒尺寸大、样品结晶性好。但高温高压合成法制备出的样品致密度高、硬度大、导电导热性能好、可塑性强。NbSb2样品的SEM显示压力对样品合成有较大影响。相较于低压力下的样品,高压力下的样品结构致密,晶粒尺寸大。HRTEM（高分...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型示意图
第一章 绪论2图 1.1 模型示意图1.2.1 拓扑绝缘体拓扑绝缘体具有奇特量子态，材料内部为绝缘态而表面却呈现出金属态的特性，并且这种金属态没有能量的耗散。拓扑绝缘体所表现出的这些新奇现象，将有助于磁性传感器、随机存取存储器、硬盘驱动器、自旋电子设备等低功耗电子器件原材料的研发，为半导体器件领域提供了广阔的发展前景。根据朗道对称破缺理论，物质的量子态都具有自发破缺内在对称性的性质。1980 年，整数量子霍尔效应被德国的 K.V. Klitzing 发现[6]。这是人类首次发现没有自发破缺对称性的量子态。紧接着在 1982 年，分数量子霍尔效应由崔琦等人发现[7]。量子霍尔效应(QHE)是在低温的环境中二维电子基团在强磁场的作用下产生的一种物理现象。如图 1.2 所示，普通绝缘体的电子围绕原子核周围运动，物质量子霍尔态的电子在磁场中洛伦兹力的作用下摆脱原子核的束缚，在物质的内部做回旋运动。边缘的电子态具有量子化的特点，只能沿一个方向跳跃运动，在物质的表面形成手性的无耗散边界态。1982 年，Thouless 等人利用拓扑不变性理论来解释这一现象[8]。由于需要低温强磁场等极端条件来破坏量子态的时间反演对称性，因此低温强磁场激发绝缘体的量子霍尔态并不实用。
1.2.2 拓扑半金属随着人们对拓扑态更深入的认识，与拓扑绝缘体类似，半金属材料具有拓扑非平庸的能带结构，也可以分为普通半金属和拓扑半金属。根据拓扑序 Z2对绝缘体进行拓扑分类的方法同样适用于半金属。拓扑半金属的导带和价带的交叉简并点落在费米面上或其周围，根据能带简并形式的不同以及费米面中包裹的磁单极子的磁荷和分布，可以把拓扑半金属分成 Dirac 半金属[18]、Weyl 半金属[19-21]、nodal line 半金属[22-25]、多重点半金属[22, 26]等，如图 1.3 所示。Dirac 半金属是最早被发现的拓扑半金属，其狄拉克点为四重简并点，代表材料有 Na3Bi 和Cd3As2[27-30]；Weyl 半金属的狄拉克点为二重简并点，代表有 HgCr2Se4和 TaAs家族等[21, 31, 32]；nodal line 半金属通常不考虑自旋轨道耦合，狄拉克点形成一个闭合环，代表有 CuPdN、CaP3家族、ZrSiS 家族等[33-35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Topological nodal line semimetals[J]. 方辰,翁红明,戴希,方忠. Chinese Physics B. 2016(11)
[2]我国超硬材料六面顶液压机在国内外的应用现状及优势[J]. 郭滇生,徐祖全,陆振勤,刘智慧,胡毅胜. 超硬材料工程. 2008(06)
[3]超硬材料生产专用设备─—铰式六面顶液压机[J]. 沈新德. 锻压机械. 1995(02)
本文编号：3490652
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型示意图
第一章 绪论2图 1.1 模型示意图1.2.1 拓扑绝缘体拓扑绝缘体具有奇特量子态，材料内部为绝缘态而表面却呈现出金属态的特性，并且这种金属态没有能量的耗散。拓扑绝缘体所表现出的这些新奇现象，将有助于磁性传感器、随机存取存储器、硬盘驱动器、自旋电子设备等低功耗电子器件原材料的研发，为半导体器件领域提供了广阔的发展前景。根据朗道对称破缺理论，物质的量子态都具有自发破缺内在对称性的性质。1980 年，整数量子霍尔效应被德国的 K.V. Klitzing 发现[6]。这是人类首次发现没有自发破缺对称性的量子态。紧接着在 1982 年，分数量子霍尔效应由崔琦等人发现[7]。量子霍尔效应(QHE)是在低温的环境中二维电子基团在强磁场的作用下产生的一种物理现象。如图 1.2 所示，普通绝缘体的电子围绕原子核周围运动，物质量子霍尔态的电子在磁场中洛伦兹力的作用下摆脱原子核的束缚，在物质的内部做回旋运动。边缘的电子态具有量子化的特点，只能沿一个方向跳跃运动，在物质的表面形成手性的无耗散边界态。1982 年，Thouless 等人利用拓扑不变性理论来解释这一现象[8]。由于需要低温强磁场等极端条件来破坏量子态的时间反演对称性，因此低温强磁场激发绝缘体的量子霍尔态并不实用。
1.2.2 拓扑半金属随着人们对拓扑态更深入的认识，与拓扑绝缘体类似，半金属材料具有拓扑非平庸的能带结构，也可以分为普通半金属和拓扑半金属。根据拓扑序 Z2对绝缘体进行拓扑分类的方法同样适用于半金属。拓扑半金属的导带和价带的交叉简并点落在费米面上或其周围，根据能带简并形式的不同以及费米面中包裹的磁单极子的磁荷和分布，可以把拓扑半金属分成 Dirac 半金属[18]、Weyl 半金属[19-21]、nodal line 半金属[22-25]、多重点半金属[22, 26]等，如图 1.3 所示。Dirac 半金属是最早被发现的拓扑半金属，其狄拉克点为四重简并点，代表材料有 Na3Bi 和Cd3As2[27-30]；Weyl 半金属的狄拉克点为二重简并点，代表有 HgCr2Se4和 TaAs家族等[21, 31, 32]；nodal line 半金属通常不考虑自旋轨道耦合，狄拉克点形成一个闭合环，代表有 CuPdN、CaP3家族、ZrSiS 家族等[33-35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Topological nodal line semimetals[J]. 方辰,翁红明,戴希,方忠. Chinese Physics B. 2016(11)
[2]我国超硬材料六面顶液压机在国内外的应用现状及优势[J]. 郭滇生,徐祖全,陆振勤,刘智慧,胡毅胜. 超硬材料工程. 2008(06)
[3]超硬材料生产专用设备─—铰式六面顶液压机[J]. 沈新德. 锻压机械. 1995(02)
本文编号：3490652
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