导读:本文包含了型超晶格结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钙钛矿氧化物,多铁性材料,超晶格,第一性原理计算
型超晶格结构论文文献综述
王凯[1]（2018）在《基于钙钛矿氧化物的超晶格结构与物性研究》一文中研究指出多铁性材料在信息存储与读写、无线微波器件、无线传感网络以及自旋电子学器件等领域具有潜在的应用前景。目前,在室温条件下,磁有序和电有序能同时共存的单相多铁性材料非常稀少,并且磁电耦合效应较弱,这就限制了多铁性材料的应用。在实验上和理论上研究表明,多铁性超晶格材料具有与单层材料完全不相同的物理性质,将拓宽材料的应用范围。因此,设计新颖的铁磁/铁电超晶格材料,探究超晶格的结构与性能间的微观物理机制,为实验上制备性能优越的磁电材料及其实际应用提供理论参考。论文从铁磁/铁电超晶格材料的设计角度出发,设计了四种类型的基于钙钛矿氧化物的超晶格材料,采用密度泛函理论(DFT)第一性原理软件VASP进行理论计算,研究了超晶格材料的几何与电子结构,详细的分析了材料的能带特性、磁性、铁电性、半金属性及磁电耦合效应。采用立方相CaMnO_3和四方相铁电材料BaTiO_3交替堆垛,模拟沿[001]方向生长的CaMnO_3/BaTiO_3超晶格,研究了超晶格的几何与电子结构、磁性、电极化强度、半金属性,并分析了超晶格的结构稳定性。研究结果表明:立方相铁磁态CaMnO_3是一个亚稳定相,磁矩为整数个玻尔磁子3.00μ_B,具有半金属性。铁磁亚稳定相CaMnO_3的磁矩随体积的膨胀或压缩变化非常敏感。CaMnO_3/BaTiO_3超晶格呈铁磁性,磁矩为整数个玻尔磁子12.00μ_B,保持了稳定的铁磁半金属性,这种半金属性主要来自体系Mn-3d和O-2p轨道电子之间强的杂化作用。CaMnO_3/BaTiO_3超晶格的电极化强度为0.34C/m~2,表现出良好的磁电性能。构建CaMnO_3/BaTiO_3超晶格结构,对立方相CaMnO_3铁磁亚稳定相起到了钉扎作用。采用立方相CaFeO_3和四方相铁电材料BaTiO_3交替堆垛,模拟沿[001]方向生长的CaFeO_3/BaTiO_3超晶格,研究了超晶格的几何与电子结构、磁性、电极化强度及半金属性。研究结果表明:立方相CaFeO_3呈铁磁性,磁矩为整数个玻尔磁子4.00μ_B,具有半金属性质。立方相CaFeO_3的磁矩随晶格常数变化比较敏感,只在一定晶格常数a(3.75?~3.91?)变化范围内可以保持半金属性。CaFeO_3/BaTiO_3超晶格的磁矩为整数个玻尔磁子16.00μ_B,保持了铁磁半金属性,这种铁磁半金属性主要来自体系中Fe-3d和O-2p轨道电子之间强的杂化作用。对比GGA与GGA+U计算方法发现,准确引入Fe原子库仑作用项U对材料保持半金属性起着重要作用。CaFeO_3/BaTiO_3超晶格的电极化强度为0.36C/m~2,具有良好的磁电性能。采用铁磁性金属M(Co,Fe,Ni)和四方相多铁性材料BiFeO_3沿[001]方向交替堆垛,构建M/BiFeO_3(M=Co,Fe,Ni)超晶格,研究了超晶格的几何与电子结构、界面原子磁矩及磁电耦合效应。研究结果表明:在M/BiFeO_3超晶格结构中,上下两个界面磁化存在显着差异。外延铁磁性金属原子M-3d轨道与BiFeO_3层中O-2p轨道发生强烈的电子杂化作用,界面层主要以O原子为中间媒介的电荷转移相互影响。在外加电场作用下,由于铁电极化的存在,界面原子成键和电荷转移重新分布引起强的磁电耦合效应。Co/BiFeO_3、Fe/BiFeO_3和Ni/BiFeO_3超晶格界面磁电耦合系数分别为α_s≈4.2×10~(-10)G cm~2/V、α_s≈3.8×10~(-10)G cm~2/V和α_s≈3.5×10~(-10)G cm~2/V。Co/BiFeO_3超晶格的界面磁电耦合系数高于Fe/BiFeO_3和Ni/BiFeO_3超晶格界面磁电耦合系数,具有良好的磁电耦合效应。采用立方相反铁磁半导体Co_3O_4和四方相多铁性材料BiFeO_3沿[001]方向交替堆垛,构建Co_3O_4/BiFeO_3超晶格,研究了超晶格的几何与电子结构、磁性,对两种不同界面终端的晶体结构稳定性进行了分析,探究了磁性薄膜材料内部磁性变化的原因。研究结果表明:Co~A-BiO和Co_2~BO_4-FeO_2界面接触层比Co~A-FeO_2和Co_2~BO_4-BiO界面接触层的晶体结合能低0.124eV,以Co~A-BiO和Co_2~BO_4-FeO_2界面接触层交替堆垛的Co_3O_4/BiFeO_3超晶格结构更稳定。两种不同界面终端的Co_3O_4/BiFeO_3超晶格均呈亚铁磁性。在外延应力作用下,界面处原子成键和电荷转移有效诱导复合体系由反铁磁性向亚铁磁性转变。磁性纳米薄膜材料内部的交换作用使得原子磁矩呈平行或反平行的有序排列,最终导致磁性原子间的自发磁化。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2018-08-30）
吴玄元,罗正忠,杨鸿志,邓顺达,张仲勋[2]（2018）在《以氮化镓/氮化铝镓超晶格结构优化氮化铟镓LED》一文中研究指出氮化镓半导体P型材料掺杂杂困难导致难以制备理想低阻抗P型材料,LED P区特性对其发光效率影响甚大,本研究藉由改善器件P区特性改善发光二极管光电特性,载流子沿超晶格结构垂直向传导时受结构中薄的势垒影响,一部份载流子得以藉由穿遂作用于结构中传导,该种结构具有更好的载子传输能力及低的正相导通电压,而沿结构水平方向则可以通过超晶格量子限制效应与极化效应搭配,多数的载流子被限制于超晶格势阱区,并且透过极化产生能带顷斜将电子空穴进一步分离,该结构具有不同于块材更加优异的垂直传导能力使正相导通电压得以降低,透过较薄的厚度获取更高的出光效率且因其优异的水平传导能力可使薄的P区免于电流踊挤效应使效率下降,研究成功使用P型氮化铝镓/氮化镓超晶格结构改善蓝宝石衬底氮化镓发光二极管之P区特性,透过超晶格结构研究成果成功的透过改变P区载流子传输行为提升LED发光效率。(本文来源于《电子制作》期刊2018年12期）
周魁葵[3]（2018）在《碳基超晶格结构中热输运性质的研究》一文中研究指出超晶格结构是一种能够改变材料的能带结构和其他物理性质的新型结构,其对材料热输运性质的调节已经引起了众多研究者的研究兴趣。当前的研究对超晶格中声子相干效应的观测仍然是一个巨大的挑战,而碳纳米管和金刚石作为两种热导率极高的碳基材料,同时在室温下又具有较长的声子平均自由程,这些特征使得它们成为研究声子相干效应的理想材料。因此,本文使用经典分子动力学模拟方法研究了碳纳米管超晶格和金刚石超晶格纳米线的热输运性质。研究结果表明,热流自关联函数显示在室温下碳纳米管超晶格中有明显的声子相干共振效应,而分析声子振动模式参与率发现,相同SW缺陷浓度下碳纳米管超晶格的声子振动模式参与率更高,这是由于碳纳米管超晶格中周期分布的SW缺陷导致的声子相干共振效应使一部分声子能够隧穿通过SW缺陷。为了研究超晶格结构界面对声子相干效应的影响,我们对比计算了金刚石超晶格纳米线和硅锗超晶格纳米线的热导率。计算结果表明,在周期长度为25 A时,金刚石超晶格纳米线和硅锗超晶格纳米线的热导率随周期数有相同的递增趋势,在这两种超晶格的界面处并没有观测到声子局域化效应,说明界面效应没有破坏相干声子输运机制。当周期长度为103 A时,金刚石超晶格纳米线的热导率随周期数持续增长,在界面处也没有观测到明显的声子局域化效应,相干输运机制仍然占据主导地位,但是硅锗超晶格纳米线的热导率收敛为一个固定值,并且在界面处观测到了明显的声子局域化效应,表明界面散射破坏了硅锗超晶格纳米线中的声子相干输运机制,非相干输运机制占据主导地位。我们的研究有助于人们更好地理解超晶格中的声子相干效应,更好地运用超晶格来调控材料的热导率。(本文来源于《湘潭大学》期刊2018-05-18）
杨赫[4]（2018）在《共生层状材料中类超晶格结构对其性能的影响研究》一文中研究指出复合氧化物量子功能材料是可以实现的各种参量(电荷、轨道、自由度)与各种外加场(光、电、磁、声、热)相互作用的材料。多参量复合氧化物量子功能材料对多种外场的响应和各个参量之间的耦合使其具备了非常有潜力的应用前景,并且在信息的传输、储存、调控、放大和固态量子器件的开发中,复合氧化物量子功能材料已经成为了当下材料研究的重要方向。然而,尽管经历了几代人的努力,复合氧化物量子功能材料已经了建立了较为成熟材料体系并取得了一定的研究成果,但是在多种参量的复合调控与耦合方便仍不是十分理想,对应的理论基础仍不完善。因此,继续研究复合氧化物量子功能材料的体系,设计和发展新的材料和理论发展方向对于实现复合氧化物量子功能材料的多参量之间的耦合效应有着重要的理论和实践意义。铋层状类钙钛矿型氧化物具有着特殊的层状结构,可以实现单晶轴上铁电、铁磁等多种参量的耦合,引起了研究人员的广泛关注。在这其中,共生的铋层状结构材料,因为其特殊的结构,对材料的各项性能产生了有利影响而引起了越来越多研究者的兴趣。但是,目前有关共生铋层状结构材料的研究大多停留在利用其结构特性提升铁电等性能上,着重于新材料的研发和性能的提高,并未对其结构和性能提高的原因进行深入的探讨研究。本论文合成了两种新的共生层状材料Bi_3LaTiNbFeO_(12)-Bi_5Ti_3FeO_(15) 和 Bi_3TiNbO_9-Bi_3LaTiNbFeO_(12),对其晶格结构以及各种电学、磁学性能进行了研究,探讨了这种共生结构对于其性能的影响及其原因。这对于提高材料性能,了解结构影响机理和发展具有更强电磁耦合的复合氧化物量子功能材料具有重要的意义。在本论文中,利用X射线衍射技术、高角度环形暗场扫描投射电镜(HAA DF-STEM)等测试手段,证明了合成的 Bi_3LaTiNbFeO_(12)-Bi_5Ti_3FeO_(15) 和 Bi_3TiNbO_9-Bi_3LaTiNbFeO_(12)分别具有2-3层和3-4层的共生层状结构。并利用XRD精修和拉曼光谱等手段证明了共生结构与整数层母体结构相比,晶格参数具有较大变化,与超晶格结构类似,可在共生结构界面处形成了较大的内应力和晶格扭曲。同时,对样品进行了各种性能测试,如铁电、介电和铁磁性能。多种性能测试。测试结果表明:共生层状结构材料与相邻的整数层材料相比具有更大的铁电性能(2Pr)和更大的矫顽场(2Ec),这是因为其内部更强的内应力和晶格扭曲。同时,共生材料具有较低的铁电居里点。而磁性测试表明,共生结构对磁化率影响不大,磁化性能主要受其中磁性元素Fe的含量影响,且Fe基本处于低自旋状态。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-04-10）
武智飞[5]（2018）在《基于超晶格结构的AlGaN沟道材料生长及器件制作研究》一文中研究指出近些年来,GaN基异质结材料作为超高频大功率器件的核心材料其结构设计,器件制作,工艺优化被广泛研究。一直以来提高功率密度缩小器件尺寸都是科研工作者不断追求的目标,我们使用AlGaN沟道异质结材料代替常规AlGaN/GaN异质结以期提高HEMTs器件的工作电压。在沟道材料生长时利用超晶格结构提高AlGaN沟道的外延质量并减小合金无序散射对材料迁移率的副作用,以达到提高AlGaN沟道材料HEMTs器件的饱和电流密度。本文研究基于超晶格结构的AlGaN沟道异质结材料生长及器件并得到下列成果:1.生长Al_(0.73)Ga_(0.27)N/Al_(0.22)Ga_(0.78)N和Al_(0.72)Ga_(0.28)N/Al_(0.20)Ga_(0.80)N异质结,后者具有超晶格结构的高Al组分AlGaN势垒。(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为354.1 arcsec,426.4 arcsec和318.5 arcsec,405.2 arcsec,结晶质量相近。超晶格结构使样品表面形貌改善,原子台阶更加清晰,RMS由0.361 nm减小到0.313 nm。样品2DEG迁移率由739.0 cm~2/V·s提高到1010.2 cm~2/V·s。2.生长Al_(0.72)Ga_(0.28)N/Al_(0.32)Ga_(0.68)N异质结,其中沟道层变换为AlN/GaN超晶格结构,进一步减小合金无序排列对电子气迁移率的影响。(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为487.7和479.2 arcsec。样品表面进一步得到改善,原子台阶清晰细密,RMS减小从0.313 nm到0.273 nm。样品2DEG迁移率升高到1174.6 cm~2/V·s,面密度为6.6×10~(12) cm~(-2),方块电阻值为808Ω/□。3.利用外延制备的常规Al_xGa_(1-x)N/Al_yGa_(1-y)N异质结以及超晶格结构AlGaN沟道材料异质结材料制作了HEMTs器件,具有超晶格结构的AlGaN沟道材料Al组分高达32%,制作的器件具有高击穿电压,且饱和电流密度相对常规AlGaN沟道材料制作的HEMTs器件几乎没有下降,栅漏间距Lgd=8μm时器件击穿电压达到368 V,栅电压为5 V时输出电流密度达到189.6 mA/mm,峰值跨导为86.3 mS/mm。DIBL系数比较小为5.6 mV/V。4.对器件样品的欧姆接触TLM图形进行测试分析,AlGaN沟道材料的欧姆接触电阻为1.999Ω·mm。高Al组分AlGaN势垒增加了欧姆接触制作难度,测试得到材料方块电阻与第叁章中材料表征测试基本一致。对器件样品的肖特基接触特性进行测试分析,发现传统AlGaN沟道材料制作的器件漏电更大为12.5×10~(-6) mA/mm,超晶格结构AlGaN沟道制作的器件漏电较低为8.2×10~(-6) mA/mm,超晶格结构AlGaN沟道材料结晶质量好,器件的栅漏电得到抑制。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-04-01）
臧毅,马登科,杨诺[6]（2017）在《超晶格结构对铝硅界面热阻的影响》一文中研究指出近年来,提高微纳电子器件的散热和原子尺度界面热输运性能受到了广泛的关注,很重要的原因是界面热阻导致的微纳电子器件发热制约了性能的稳定性。因此,我们提出利用超晶格结构来降低界面热阻的方法。本文采用非平衡分子动力学模拟的方法,研究了室温(300 K)下硅同位素超晶格结构对铝硅界面热阻的影响。计算结果表明利用硅超晶格结构可以明显地降低铝硅界面热阻。并且对结果给予了讨论,这有助于更好地理解界面热输运的机制。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2017年12期）
林妍[7]（2017）在《铁磁/硅烯超晶格结构电子自旋输运特性研究》一文中研究指出硅烯是继石墨烯之后发现的新型量子材料,是目前凝聚态领域的一大研究热点。本文系统研究了正常/铁磁/正常/铁磁/正常硅烯结构中的电子自旋输运性质。论文首先简要介绍了硅烯材料研究背景,硅烯晶体几何结构,简单推导了低能近似下硅烯哈密顿量。其后,论文重点研究了在正常/铁磁/正常/铁磁/正常硅烯结构中电子自旋输运。通过求解哈密顿量本征方程,进而得出电子的透射率。理论计算结果表明,铁磁条长度、间距、自旋轨道耦合强度、交换场、在位能和费米能级对系统电导和谷、自旋极化率有明显影响。在分电导曲线中可以观察到非常明显的振荡,衰减和共振现象:共振和振荡现象的出现是由电子的传输态和铁磁条区或谐振腔区的电子束缚态相互干涉引起的,衰减现象是由于虚波矢在电子传播过程中起主导作用。对于平行铁磁条结构,我们可以完全实现谷或自旋过滤,此时平行铁磁条结构(P)相当一个谷/自旋过滤器,允许一个谷/自旋通过,抑制另一个谷/自旋。对于反平行铁磁条结构(AP),手性相同的电子态,通过系统的几率相同,因此,在反平行铁磁条结构中无法实现自旋过滤或谷过滤。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2017-06-01）
韩树民,张璐,李媛,赵雨萌[8]（2017）在《新型AB_4型超晶格结构储氢电极材料》一文中研究指出AB4型超晶格结构是RE–Mg–Ni基储氢材料中一个新型结构,不同于AB3型、A2B7型和A5B19型超晶格结构,它是由[AB5]亚单元和[A2B4]亚单元按照4:1的比例沿c轴方向堆垛而成[1,2]。但是这种超晶格结构相仅能在特定组成和温度条件下稳定存在,使得制备困难;并且其结构和电化学性能等问题也不清楚。本文研究了AB4型超晶格结构的形成条件和生成机制,通过调节合金特定原子组成和分步式退火的方法成功制备了单相AB4型超晶格结构La_(0.78)Mg_(0.22)Ni_(3.67)Al_(0.10)合金(如图1所示)。研究发现,该AB4型单相合金具有放电容量高和循环寿命长的特点,其放电容量可达到395 m Ah/g,且100周循环稳定性可达90.2%。此外,该新型AB4型单相合金还表现出良好的大电流放电能力和低温放电能力,在1500 m A/g放电电流密度下的放电容量为216 m Ah/g,且在232 K下的放电容量可达280 m Ah/g。可见,这种新型AB4型超晶格结构合金是一种具有良好综合电化学性能和应用化前景的新型储氢电极材料。(本文来源于《中国稀土学会2017学术年会摘要集》期刊2017-05-11）
刘婷,王萍,何丹农[9]（2016）在《基于DNA四面体和金纳米颗粒的超晶格结构》一文中研究指出DNA由于具有高度的可编程性、良好的稳定性被越来越多的研究者用于纳米材料的自组装。然而,研究者多将精力集中在用小片段DNA实现对纳米颗粒的自组装,形成几个纳米颗粒的集合体,鲜有用DNA叁维纳米结构来组装纳米颗粒的报道。本文研究用DNA叁维纳米结构来实现对金纳米颗粒的自组装形成DNA-Au复合物,并通过碱基互补配对的原则将DNA-Au复合物连接起来形成无规超晶格结构,即用自组装的方法制备出DNA四面体,其中DNA四面体的叁个顶点修饰有巯基,另外一个顶点为一段DNA序列,并通过Au-S键将其与直径为13nm的金纳米颗粒相连接,形成DNA-Au复合物,最后加入同时与修饰在另一顶点的DNA序列互补的DNA单链,将DNA-Au复合物连接起来,形成超晶格结构。这种超晶格结构的形成不仅在纳米自组装领域具有一定的进步意义,并且未来在生物医药及传感器件方面具有一定的应用前景。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十六分会：纳米材料合成与组装》期刊2016-07-01）
唐智勇[10]（2016）在《形状依赖的金纳米晶大范围超晶格结构构建》一文中研究指出类比于单晶的自发生长过程,由单个基元自组装成高度有序结构是实现纳米晶集合效应的有效方法。然而目前仍然缺乏制备宏观组装体的可靠方法,对于影响组装体质量和产率的决定因素也缺乏理解。在此,我们报道一种由直径为几十纳米的纳米晶组装形成的高度有序的超晶格结构,具有毫米级的单晶畴。结合金纳米晶不同形状(球形,六面体,八面体,菱形十二面体)的实验和计算结果,我们研究了无序分散的纳米晶形成大范围有序超晶格结构的整个自组装过程,组装体是由纳米晶沉积和溶剂蒸发作用诱导形成的。本研究工作揭示了超晶格的最终相干长度强烈依赖于纳米晶的形状,并且详细阐释了抑制高质量大范围超晶格形成的关键因素。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十六分会：纳米材料合成与组装》期刊2016-07-01）
型超晶格结构论文开题报告
（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：
氮化镓半导体P型材料掺杂杂困难导致难以制备理想低阻抗P型材料,LED P区特性对其发光效率影响甚大,本研究藉由改善器件P区特性改善发光二极管光电特性,载流子沿超晶格结构垂直向传导时受结构中薄的势垒影响,一部份载流子得以藉由穿遂作用于结构中传导,该种结构具有更好的载子传输能力及低的正相导通电压,而沿结构水平方向则可以通过超晶格量子限制效应与极化效应搭配,多数的载流子被限制于超晶格势阱区,并且透过极化产生能带顷斜将电子空穴进一步分离,该结构具有不同于块材更加优异的垂直传导能力使正相导通电压得以降低,透过较薄的厚度获取更高的出光效率且因其优异的水平传导能力可使薄的P区免于电流踊挤效应使效率下降,研究成功使用P型氮化铝镓/氮化镓超晶格结构改善蓝宝石衬底氮化镓发光二极管之P区特性,透过超晶格结构研究成果成功的透过改变P区载流子传输行为提升LED发光效率。
（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。
型超晶格结构论文参考文献
[1].王凯.基于钙钛矿氧化物的超晶格结构与物性研究[D].沈阳工业大学.2018
[2].吴玄元,罗正忠,杨鸿志,邓顺达,张仲勋.以氮化镓/氮化铝镓超晶格结构优化氮化铟镓LED[J].电子制作.2018
[3].周魁葵.碳基超晶格结构中热输运性质的研究[D].湘潭大学.2018
[4].杨赫.共生层状材料中类超晶格结构对其性能的影响研究[D].中国科学技术大学.2018
[5].武智飞.基于超晶格结构的AlGaN沟道材料生长及器件制作研究[D].西安电子科技大学.2018
[6].臧毅,马登科,杨诺.超晶格结构对铝硅界面热阻的影响[J].工程热物理学报.2017
[7].林妍.铁磁/硅烯超晶格结构电子自旋输运特性研究[D].湖南师范大学.2017
[8].韩树民,张璐,李媛,赵雨萌.新型AB_4型超晶格结构储氢电极材料[C].中国稀土学会2017学术年会摘要集.2017
[9].刘婷,王萍,何丹农.基于DNA四面体和金纳米颗粒的超晶格结构[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十六分会：纳米材料合成与组装.2016
[10].唐智勇.形状依赖的金纳米晶大范围超晶格结构构建[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十六分会：纳米材料合成与组装.2016