导读:本文包含了金属薄膜体系论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:能带,输运,拓扑,相互作用
金属薄膜体系论文文献综述
任亚飞[1]（2019）在《二维拓扑体系及过渡金属薄膜的能带及输运特性研究》一文中研究指出拓扑概念的引入极大地丰富了传统的凝聚态物理。从体材料角度,根据能带拓扑数对物质态进行分类的标准被引入,量子霍尔效应、量子反常霍尔效应、拓扑绝缘体等新物质态被提出,超越了传统的朗道范式,并且其在金属领域的推广不仅解释了反常/自旋霍尔效应,还引出了外尔半金属这一物质态;在有限尺寸体系中,绝缘体的拓扑性体现在鲁棒的金属性边界态上,提供了一种难以被杂质散射的低维、低能量耗散电子态;虽然拓扑性对材料的细节特性不敏感,然而,不同的拓扑界面态呈现出一些依赖于材料特性的电子、自旋输运行为,为基础研究和实际应用提供了很好的平台。本论文中,我们发现了一种朗道对称破缺协助产生的新拓扑物质态的迹象,即电荷密度波协助产生的叁维量子霍尔效应(第一章),提出两种实现量子反常霍尔效应的新机制,一者基于面内磁化,二者由库仑相互作用诱导产生(第二、叁章),研究了基于量子谷霍尔效应和量子反常霍尔效应的拓扑界面态的输运特性(第四章),并构造过渡金属单原子层的模型哈密顿量,为后续研究其输运特性打下基础(第五章)。引入拓扑概念的最重要的因素之一是量子霍尔效应的发现,为了解释这一现象而提出的各种理论成为后续拓扑能带理论的基础。因此,在第一章前半部分,我们将回顾量子霍尔效应的实验特征,以及由其引入的重要的观点。主要包括:(1)Laughlin提出的pumping图像,(2)Halperin基于有限尺寸体系边界态提出的边界态输运理论,(3)Thouless-Kohmoto-Nightingale-Nijs(TKNN)等四人基于周期性势场中,电子在磁场下的霍尔电导提出的TKNN公式。这几种不同的图像可以通过贝利相位这一重要概念统一起来。在后半部分,我们将简介将TKNN公式推广到二维晶体材料中引出的多种零磁场下的拓扑相,包括量子反常霍尔效应、量子谷霍尔效应、以及拓扑绝缘体。最后,我们将介绍二维拓扑相在叁维体系中的推广,包括叁维拓扑绝缘体和我们最近与实验组合作发现的叁维量子霍尔效应的迹象。在第二章,我们将介绍基于面内磁化实现量子反常霍尔效应的新机制。根据对称性分析,我们提出,若想借助面内磁化实现量子反常霍尔效应,材料的结构在忽略磁序的时候需要同时破坏镜面反射对称性和二维面内的空间反演对称性。通过对比平的六角晶格结构(如石墨烯,不满足对称性约束)和弱翘曲的六角晶格结构(如硅烯,满足对称性约束),我们发现面内磁化无法在石墨稀中诱导该效应,但是在硅烯中可以。我们发现,非平庸的拓扑能隙发生在布里渊区中的M点,而非传统的K/K'点,并且呈现陈数土1。当磁化在面内旋转时,陈数呈现±1的拓扑相交替出现,相图具有叁重旋转对称性。然而硅烯中实现该效应所需的交换场极大,使得实验实现非常困难。通过考虑多层硅烯、以及具有类似结构的铋双层,我们有效的减少了临界交换场的大小,并发现大陈数的量子反常霍尔效应。在第叁章,我们在前半部分研究了谷间耦合机制和有效哈密顿量。为了在(类)石墨烯材料中实现量子反常霍尔效应,需要一些外部手段引入磁性和外秉自旋轨道耦合。这些外部手段可能引入3N × 3N或(?)×(?)的超元胞,这种超元胞导致的布拉格散射可以将K/K'谷耦合起来。通过吸附原子构造超元胞,我们发现,对于具有叁重旋转对称性的顶位吸附,由于AB子格点对称性被破坏,会在狄拉克点打开能隙,同时,当谷间耦合强度较大时,这个拓扑平庸的能隙可以被关闭,形成一个半金属,其中导带和价带具有二次接触的能带结构。二次接触处的简并受到C3v对称性的保护。我们同时研究了六角环中心吸附(C6v对称性)和相邻AB格点中心位置的吸附(C2v对称性),发现了谷赝自旋的塞曼场和谷-轨道耦合机制,提供了一种对谷这一赝自旋自由度进行调控的机制,在谷电子学中有潜在应用价值。在第叁章后半部分,我们介绍库仑相互作用在二次接触能带中诱导产生的自发量子反常霍尔效应。当费米面处于二次接触点时,体系费米面约化为一个点,二次型的能带结构使得费米面处的态密度非零,在相互作用下可能会打开能隙。借助于严格对角化和密度矩阵重整化群方法,在不考虑电子自旋的情况下,我们数值研究了kagome晶格模型,该模型具有类似的二次接触的能带结构,由于元胞较小,有利于数值上得到收敛的结果。当引入最近邻和次近邻格点上电子-电子的库仑排斥相互作用,我们发现体系自发地破坏时间反演对称性,在能带接触处打开能隙,形成量子反常霍尔效应。时间反演对称性是被自发产生的环路电流破坏的,这种环路电流具有两种手性,即左手和右手,二者能量简并,但是陈数相反,分别为土1。陈数是通过在圆柱结构中引入flux,借助Laughlin提出的pumping的图像计算得到的。我们发现,保护该量子反常霍尔效应的能隙的大小主要依赖于次近邻相互作用,在次近邻相互作用小于最近邻的参数空间中,我们计算发现了鲁棒的拓扑非平庸相,该参数空间更容易在实验上实现,有助于该效应的观测。在第四章,基于量子谷霍尔效应和量子反常霍尔效应等拓扑态,我们研究了拓扑畴壁上电子态的能带和输运特性。本章中,我们将首先回顾基于量子谷霍尔效应的边界态的输运特性研究进展,然后针对量子反常霍尔效应的不同种类边界态进行研究。我们首先考虑借助面外磁化引入的量子反常霍尔效应体系,在该体系中,磁性序参量方向与拓扑数的正负号锁定在一起,磁化向上和向下的磁畴边界上会形成手性的界面态,具有单向传输电流的特性,我们研究了在两条相交的磁畴边界上的电流分配规律,发现反常的电流分配规则,即电流分配倾向于转角小的畴壁,与量子谷霍尔效应的电流分配规律类似。然后,我们进一步考虑基于面内磁化的量子反常霍尔效应,在具有叁重旋转对称性的体系中,通过将磁化在面内旋转2π/3,体系将具有相同的陈数,但是,在这种具有相同陈数但不同磁化方向的磁畴边界,我们依然可以发现界面态,这种界面态是螺旋性的,具体能带结构依赖于边界磁畴特性,但由于镜面对称性的破坏,其电流分配呈现手性,在其网格中,边界态的能带呈现多个连续平带,提供了一个很好的研究相互作用影响的体系。在第五章,我们关注过渡金属单层体系,构造过渡金属薄膜的紧束缚模型。薄膜中,原子的局域环境不同于体材料中,这导致简并的d轨道呈现不同的能级劈裂,借助于对称性分析,在不同晶格中,我们给出了不同的能级劈裂规则。同时,为了简化模型,我们借助于Slater-Koster近似,仅考虑了最近邻跃迁,基于s、d和pz轨道建立了紧束缚模型;通过拟合第一性原理能带结构,我们得出了不同材料的模型参数。为后续研究这类体系及其异质结中的电子、自旋输运打下基础。最后,我们将对上述工作进行总结和展望,指出存在的问题和可能的后续研究方向。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-08）
沈博文[2]（2019）在《Ni金属基/PMN-PT薄膜磁电复合体系的制备和性能研究》一文中研究指出磁电复合材料因相较单相磁电材料具有更大的磁电耦合系数,在电子信息领域具有广泛的应用前景。其中磁电复合薄膜因体积小、可集成性高而受到越来越多研究者的关注。本文以Ni为铁磁相、Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PMN-PT)为铁电相,研究使用NiO、LaNiO_3(LNO)中间层对Ni/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。溶胶凝胶法在Pt/Si基底上制备PMN-PT薄膜的结果表明:使用添加剂甲酰胺、铅过量20%的溶胶可以在650℃下退火20分钟的条件下制备得到结晶性能良好、电学性能最优的PMN-PT薄膜。在Ni/NiO基底上,研究了退火温度对PMN-PT薄膜电学性能、Ni/NiO/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。在700、750℃退火时可以制备纯钙钛矿相的PMN-PT薄膜,此时的PMN-PT薄膜具有较好的压电性能,对应的Ni/NiO/PMN-PT复合体系的磁电耦合系数达303 mV/cm?Oe。使用溶胶凝胶法在Ni基底上制备LNO缓冲层,在该Ni/LNO基底上探究了退火温度对PMN-PT薄膜电学性能、Ni/LNO/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。结果表明,在675℃下退火时,Ni/LNO/PMN-PT复合体系实现了磁电耦合系数高达460 mV/cm?Oe的优异磁电耦合性能。过大及过小的LNO均不利于优异磁电耦合性能的获得。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
张立新[3]（2018）在《金属纳米添加剂在碳基薄膜固-液复合润滑体系中作用机制的研究》一文中研究指出固体-液体复合润滑技术是通过利用固体润滑材料与液体润滑材料间的协同效应,来提高润滑效果,改善极端工况下材料摩擦磨损的一种重要手段。目前,润滑油添加剂的设计都是基于与金属表面的相互作用,与碳基薄膜不匹配,且多为硫磷化合物污染环境。因此设计合成不含硫磷基团,同时又能与碳基薄膜有良好匹配性的环境友好型添加剂成为解决碳基薄膜固-液复合润滑系统的关键问题。利用金属纳米微粒既可以与碳基薄膜产生强的物化作用以及可与金属形成紧密结合的特性;采用无硫磷基团修饰的金属纳米微粒作为碳基薄膜固-液复合润滑系统的添加剂具有巨大潜力。为研发针对碳基薄膜固-液复合润滑体系的环境友好型添加剂提供一条新途径,为金属纳米微粒对碳基薄膜固-液复合润滑体系润滑、磨损机制的研究提供有效的理论依据。主要研究结果如下:(1)利用NP-V纳米粉体宏量生产设备制备出具有球形度高、颗粒之间单分散、无团聚的金属Cu纳米微粒,并将金属Cu纳米颗粒添加至基础油PAO6获得稳定分散的纳米润滑剂。(2)Cu纳米微粒作为基础油添加剂在钢/钢、钢/DLC和钢/WC-DLC配副体系中均体现出优异的摩擦学性能,特别是在碳基薄膜固-液复合润滑体系中表现良好的协同润滑效应,摩擦磨损显着降低,摩擦系数降低8.7%~32.6%,磨损率降低幅度达75.9%~83.7%。(3)钢/钢配副体系中Cu纳米颗粒添加剂通过物理吸附层和“微轴承”机制;金属Cu纳米微粒在钢/DLC、钢WC-DLC配副作用机制主要依赖于纳米微粒的纳米轴承和纳米填充等物理效应,与Cu纳米微粒的剪切成膜关联不大。其中,金属Cu纳米微粒与碳基薄膜表面的抛光行为是纳米微粒的纳米轴承机制得以充分发挥的关键。(4)通过表面活性剂改善Cu纳米微粒的分散稳定性以及与碳基薄膜固体润滑材料的匹配性,能进一步改善Cu纳米微粒与碳基薄膜的协同润滑作用。油酸复合Cu纳米微粒在钢/DLC、钢/WC-DLC配副体系协同润滑性能最佳,能够显着降低摩擦副磨损率,分别降低88.9%和97.1%。酯类化合物在摩擦过程中发生摩擦化学反应生成的金属皂化反应层具有更强的抵抗磨损的能力,因此钢/DLC配副、钢/WC-DLC配副在酯类化合物复合Cu纳米微粒油中均具有较低磨损,而酯类化合物在WC-DLC表面的强吸附作用使得钢/WC-DLC配副在油酸化合物复合Cu纳米微粒表现出更低磨损率。(本文来源于《兰州交通大学》期刊2018-04-01）
[4]（2014）在《宁波材料所金属掺杂DLC复合薄膜材料体系研究取得系列进展》一文中研究指出类金刚石薄膜材料(diamond-like carbon,简称DLC)作为一类非晶碳膜材料的统称,主要由sp3键(金刚石相)和sp2键(石墨相)的叁维交叉网络混合而成,依制备方法不同可含有一定量氢,具有高硬度、低摩擦系数、高红外透光性、良好化学惰性和生物相容性等诸多优异性能,在海洋、航空航天、生物医用、微机电、汽车等领域具有广阔应用前景。(本文来源于《中国粉体工业》期刊2014年03期）
季红军[5]（2011）在《空气—水界面金属氧化物纳米薄膜的自组装体系》一文中研究指出在温和条件下,一种软化学制备方法——自组装技术能有效实现功能性无机-有机纳米复合材料的控制合成。本论文以阴离子表面活性剂为模板,蛋白质及聚合物等为改性剂,金属醇盐及金属盐为前驱体,依据静电自组装原理,制备了具有有序结构的空气-水界面金属氧化物纳米薄膜,深入分析了自组装体系中薄膜及底物的形貌、结构及组成,探讨了自组装机理,研究了部分自组装产物在光催化及气敏传感器中的应用。主要内容如下：以萘磺酸(NSA)及萘磺酸钠(SNS)表面活性剂为模板,聚乙二醇(PEG)及牛血清蛋白(BSA)为改性剂,钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)为前驱体,自组装制备了空气-水界面TiO2非晶纳米薄膜,对部分TiO2薄膜进行热处理得到TiO2结晶纳米颗粒并研究了对亚甲基蓝(MB)溶液的光催化效果。结果表明：萘环间的π-π作用有助于NSA或SNS形成有序胶束,通过与前驱体的静电作用,形成了有序介孔片状TiO2薄膜和层状结构的TiO2底物；PEG提高了薄膜结构的分散性而BSA作用相反；TiO2薄膜及颗粒具有良好的光催化性能。以十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基磺酸钠(SDS)、NSA及SNS为模板,葡萄糖(G)、PEG及BSA为改性剂,锆酸丁酯(Zr(OC4H9)4)为前驱体,自组装制备了空气-水界面ZrO2纳米薄膜,研究了体系中反荷离子、温度、有机溶剂等对ZrO2薄膜结构的影响。结果表明：(ZrO2+DBSA)薄膜主要由纳米圆盘聚集体组成,反荷离子作用顺序为：SO42->NO3->Cl-,对应结构为：模糊孔状结构>蠕虫状孔结构>多环层状结构,升高反应温度能明显改变圆盘内部结构,有机溶剂对于自组装过程具有阻碍作用；Glu、SDS和H2O通过氢键作用,有效提高了(ZrO2+SDS)薄膜的分散性并改变了结构；BSA与SDS通过“珍珠-项链模型”作用,对所形成的多环状ZrO2纳米圆盘具有稳定作用。以SDS及DBSA为模板,明胶(G)为改性剂,锡酸异丁酯(Sn(OC4H9)4)为前驱体,自组装制备了空气-水界面SnO2纳米薄膜,自组装体系产物经热处理转变为SnO2纳米颗粒,测试了对C2H5OH、液化气以及H2的气敏性能。结果表明：(SnO2+SDS)薄膜为介孔片状结构,(SnO2+SDS+G)薄膜为圆盘聚集体结构；气敏传感器对目标气体有良好响应；(SnO2+DBSA)薄膜自组装体系中存在介孔及层状结构,C4H9OH、H2O及DBSA间的氢键作用对有序结构的形成具有重要作用。以2-SNS, SDS, DBSA等为模板,Ti(OC4H9)4, Zr(OC4H9)4, Sn(OC4H9)4, MCl2·xH2O (M=Mg, Co, Ni, Cu或Zn)等为复合前驱体,自组装制备了TiO2-MO, ZrO2-SnO2, ZrO2-MO纳米薄膜及ZnO-SnO2佼体纳米颗粒。(TiO2-ZnO+2-SNS)薄膜由立方体状颗粒组成,能有效催化降解MB; (ZrO2-SnO2+SDS)蔳膜具有超晶格带状结构；(ZnO-SnO2+DBSA)胶体颗粒为纳米圆盘结构,对多种气体(CH3COCH3, C2H5OH, CH3COOH以及HCHO)具有良好的气敏响应。(本文来源于《南京理工大学》期刊2011-04-01）
李彦炜[6]（2007）在《掺杂MgB_2体系超导电性与平均价电子数的关系及MgB_2薄膜金属—绝缘转变的研究》一文中研究指出本论文主要分两部分内容。第一部分首先主要介绍超导的发展、超导电性的基本性质以及超导的分类.2001年超导转变温度高达39K的金属间化合物MgB_2的发现激起了物理学界、材料界和工业界的广泛关注,我们概要地分析了几年来超导MgB_2的研究现状.超导体中原子的价层电子与原子核的相互作用的强弱与其作为整体的化合物MgB_2及其掺杂超导体系的超导电性关系紧密相关.因此我们采用平均价电子数作为掺杂MgB_2超导电性的一个判断标准,对MgB_2超导体及掺杂MgB_2超导体系平均价电子数进行了研究,结果表明MgB_2体系超导材料的平均价电子数值在T_c-Z-v图中集中分布在2.61附近.第二部分从能带理论、Anderson模型、Mott金属-绝缘转变模型、近藤效应等方面探讨了金属-绝缘转变的理论机理.介绍了我们小组采用射频磁控溅射方法在SiMgO衬底上制备了MgB_2薄膜实验,通过X射线衍射图分析了不同退火温度对薄膜结构性质的影响;用直流四探针法对其阻温特性进行了研究.结果表明:由于膜中多种成分的相互渗透,造成了低温下电子的相互关联,并且由于薄膜中多种成分的相互渗透,导致薄膜的阻温特性在175.9K时发生了金属-绝缘转变.因此我们在Mott模型和Anderson理论框架下对此现象进行了详细的解释说明.最后对本论文的主要工作进行了总结,并对以后的研究进行了展望.(本文来源于《西北师范大学》期刊2007-05-01）
金属薄膜体系论文开题报告
（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：
磁电复合材料因相较单相磁电材料具有更大的磁电耦合系数,在电子信息领域具有广泛的应用前景。其中磁电复合薄膜因体积小、可集成性高而受到越来越多研究者的关注。本文以Ni为铁磁相、Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PMN-PT)为铁电相,研究使用NiO、LaNiO_3(LNO)中间层对Ni/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。溶胶凝胶法在Pt/Si基底上制备PMN-PT薄膜的结果表明:使用添加剂甲酰胺、铅过量20%的溶胶可以在650℃下退火20分钟的条件下制备得到结晶性能良好、电学性能最优的PMN-PT薄膜。在Ni/NiO基底上,研究了退火温度对PMN-PT薄膜电学性能、Ni/NiO/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。在700、750℃退火时可以制备纯钙钛矿相的PMN-PT薄膜,此时的PMN-PT薄膜具有较好的压电性能,对应的Ni/NiO/PMN-PT复合体系的磁电耦合系数达303 mV/cm?Oe。使用溶胶凝胶法在Ni基底上制备LNO缓冲层,在该Ni/LNO基底上探究了退火温度对PMN-PT薄膜电学性能、Ni/LNO/PMN-PT复合体系磁电耦合性能的影响。结果表明,在675℃下退火时,Ni/LNO/PMN-PT复合体系实现了磁电耦合系数高达460 mV/cm?Oe的优异磁电耦合性能。过大及过小的LNO均不利于优异磁电耦合性能的获得。
（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。
金属薄膜体系论文参考文献
[1].任亚飞.二维拓扑体系及过渡金属薄膜的能带及输运特性研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].沈博文.Ni金属基/PMN-PT薄膜磁电复合体系的制备和性能研究[D].南京航空航天大学.2019
[3].张立新.金属纳米添加剂在碳基薄膜固-液复合润滑体系中作用机制的研究[D].兰州交通大学.2018
[4]..宁波材料所金属掺杂DLC复合薄膜材料体系研究取得系列进展[J].中国粉体工业.2014
[5].季红军.空气—水界面金属氧化物纳米薄膜的自组装体系[D].南京理工大学.2011
[6].李彦炜.掺杂MgB_2体系超导电性与平均价电子数的关系及MgB_2薄膜金属—绝缘转变的研究[D].西北师范大学.2007