一、低维结构中的应变效应的研究（论文文献综述）
曹鑫[1]（2021）在《ZnO/MgZnO低维结构中的激子态与杂质态研究》文中认为低维半导体材料以其独特的物理特性,在光电子学、磁学、纳米电子学、生物学、医学等领域有着极为广泛的应用。由于低维半导体材料内的光吸收和发光与激子的吸收与复合密切相关,激子效应在低维半导体光电器件的研究中非常重要,同时低维半导体材料内的杂质很大程度上会影响该材料的电学、光学等物理特性,因此对其进行研究具有重要意义。本文基于有效质量包络函数近似理论,采用打靶法和变分法研究了Zn O/MgxZn1-xO低维结构中的激子态和杂质态,主要内容如下:1.从概念、基本性质以及器件应用方面对低维半导体材料和氧化锌进行简单介绍,阐述了低维半导体材料中的激子与杂质及其研究意义。2.介绍了基于有效质量包络函数近似理论,利用打靶法以及变分法对激子态与杂质态进行研究的基本原理。3.研究了不同Zn O/MgxZn1-xO低维结构内的激子态,主要包括单量子阱、双量子阱、三角形量子阱、圆柱形量子线以及球形量子点结构,分析了低维结构尺寸以及Mg组分对波函数、激子玻尔半径、激子结合能的影响。结果表明,方形单量子阱、三角形量子阱、圆柱形量子线以及球形量子点结构中的激子结合能随低维结构尺寸的增加呈先增大后减小的变化趋势;而双量子阱结构中的激子结合能同时存在极小值和极大值,并且随着阱宽增大逐渐趋于单量子阱的情形。此外,研究发现低维结构中的激子结合能均随着Mg组分的增加而增加,激子稳定性增强。4.研究了外加电场对不同Zn O/MgxZn1-xO低维结构内激子态的影响,主要讨论了激子结合能的变化。通过分析电场对量子限制势、激子的玻尔半径以及波函数等参数的影响对激子结合能的变化进行解释。结果表明,电场使量子限制势发生倾斜,改变电子的对称分布,加速激子解离;对Zn O/MgxZn1-xO低维结构施加电场会导致激子结合能降低;对于量子阱（量子线以及量子点）结构的低维半导体来说,施加电场后,当量子阱宽度（量子线以及量子点半径）增加时,激子结合能先迅速增加至峰值,然后减小,并且激子结合能的减小幅度随电场强度的增加而增大;同时,当外加电场较大时,与激子玻尔半径有关的非相关概率有明显变化,低维半导体纳米结构中的激子效应由于电场离化而失效,导致激子结合能很小,影响激子稳定性。5.研究了外加磁场对不同Zn O/MgxZn1-xO低维结构内激子态的影响,主要讨论了外加磁场对激子结合能的影响。研究了磁场对量子限制势、激子的玻尔半径以及波函数的影响,并分析了激子结合能的变化原因。结果表明,施加磁场对低维半导体结构中的电子和空穴产生了额外的限制势,电子回旋半径减小;施加磁场并不改变低维结构内的电子对称分布,但会增加电子分布的几率;对于不同的低维结构施加磁场,激子结合能变化趋势相似,均随着外加磁场强度的增加而增加,增幅随磁场强度增加而增大。此外,研究发现施加磁场对非相关概率的影响与施加电场的情况有很大不同,仅仅是数值略有增大。6.研究了不同Zn O/MgxZn1-xO低维结构内的施主杂质电子态,讨论了低维结构尺寸、Mg组分、施主杂质所处的位置以及外加电场对于电子基态能以及施主杂质束缚能的影响。研究表明,电子基态能与施主杂质束缚能随着Mg组分的增加而增加;无论杂质存在与否,电子基态能随结构尺寸变化的趋势均随着低维结构尺寸的增大而减小;施主杂质束缚能随着低维结构尺寸的增大先迅速增加至峰值,然后再缓慢减小至一稳定值,对比发现电场对于量子阱结构中的施主杂质束缚能随施主杂质位置的改变更加明显;当施主杂质沿低维结构生长方向移动时,施主杂质束缚能在低维结构中心位置附近很小的范围内出现最大值。此外,研究发现,当施主杂质位于低维结构中心时,外加电场对于低维结构中心位置附近的施主杂质影响较小,但对结构尺寸较大和较小的低维结构内的施主杂质影响较大,相比较而言,电场对于施主杂质束缚能最大值出现的位置影响并不明显,仍保持在低维结构中心或者附近非常小的范围内。
耿皖荣[2]（2021）在《BiFeO3薄膜结构与缺陷的像差校正透射电子显微学研究》文中提出作为目前唯一发现的室温单相多铁材料,BiFeO3具有大的自发极化强度及多种序参量的相互耦合,因而具有丰富的结构和物理特性。为了满足器件小型化和高性能的发展需求,对无铅多铁BiFeO3薄膜的研究成为研究者关注的热点问题。为进一步促进其应用,阐明薄膜内微观结构对宏观性能的影响至关重要。本论文中,我们利用脉冲激光沉积技术设计生长多种BiFeO3薄膜体系,借助像差校正透射电子显微方法针对BiFeO3的畴及畴壁、相组成、缺陷及相互之间的耦合行为进行了深入的研究。极性拓扑畴在高密度信息存储方面具有潜在应用,是大家关注的热点话题。为了研究无铅多铁BiFeO3薄膜中的极性拓扑畴,我们通过降低衬底的对称性在TbScO3（010）o衬底上设计生长了 BiFeO3/GdScO3/BiFeO3薄膜。研究发现两个正交结构夹持的BiFeO3层中形成了周期性的109°畴组态。利用扫描透射电子显微术研究发现109°畴壁以交替的方式一端终止于薄膜的内部,另一端终止于异质界面处,从而分别在上下界面处形成线状分布的三角形区域。结合实验和第一性原理计算结果确定了三角形区域为BiFeO3的极性正交相。该极性正交相与109°畴壁末端的极化共同形成了涡旋结构。极性正交相的产生是衬底对BiFeO3施加大的压应变和强氧八面体耦合作用以及109°畴壁末端形成的局域电场共同导致。此外,BiFeO3层所处边界条件的对称性不会影响涡旋的存在与否。该工作在多铁材料BiFeO3薄膜中调控出具有两相共存特征的极性涡旋结构,有利于实现基于铁电材料的高密度信息存储。为了进一步揭示薄膜中不同边界条件对极性拓扑畴的影响,我们设计生长了不同厚度的BiFeO3/GdScO3/BiFeO3/TbScO3（01O）o多层膜。研究发现,被正交结构夹持的BiFeO3层在不同厚度下分别形成了 109°和180°畴组态;而靠近表面的BiFeO3层在不同厚度下均形成了 109°畴结构。分析认为在两种畴壁末端均会形成局域化的电场,进而促进极性拓扑结构的形成。利用扫描透射电子显微术进行研究发现,在正交结构夹持的BiFeO3层中,109°畴壁末端形成了两相涡旋和全闭合结构;180°畴壁末端形成了半涡旋结构。而在靠近表面的BiFeO3层中全闭合纳米畴的形成受到另一层BiFeO3中畴组态的影响。该工作讨论了不同边界条件对多种拓扑纳米畴形成的影响,这对设计其他拓扑畴结构具有指导意义。以上研究发现BiFeO3薄膜内的畴结构和相组成之间存在一定程度的关联。为了阐明畴壁与相变之间的结构联系,我们在对BiFeO3薄膜具有各向异性的双轴失配压应变的NdGaO3（010）o衬底上设计了两种BiFeO3薄膜体系,分别为单层BiFeO3薄膜和BiFeO3/GdScO3双层膜。利用高角环形暗场像和环形明场像技术研究发现,随着单层BiFeO3薄膜厚度降低,薄膜中的结构逐渐从180°畴壁转变为反铁电相。当在BiFeO3上覆盖一层GdSc03时,薄膜中的反铁电相结构更容易稳定。通过比较不同密度的180°畴壁和反铁电相的精细结构发现,180°畴壁的晶格畸变与反铁电相的晶格调制特征类似,说明畴壁处的结构畸变会为反铁电相的反极性位移特征提供原子尺度的结构基础。结合第一性原理计算确定了异质界面处强氧八面体耦合会进一步稳定反铁电相。该工作在纯相单层BiFeO3薄膜中实现了反铁电相变,阐明了反铁电相的形成机制,有望为设计高储能密度的电子器件提供借鉴意义。通过合理调控铁电薄膜内畴和相结构,有利于优化铁电薄膜的物理性能,促进相关电子器件的应用,然而薄膜内的生长缺陷会显着降低器件的性能。因此,研究铁电薄膜内带电缺陷,尤其是普遍存在的氧空位,对铁电极化甚至畴结构的影响至关重要。我们通过调控薄膜生长参数在NdGaO3（110）o衬底上制备了具有不同氧空位浓度的BiFeO3薄膜。研究发现BiFeO3薄膜内高浓度的氧空位会发生偏聚,形成许多氧空位片,并且氧空位片会影响周围BiFeO3的极化分布,进一步导致尾对尾带电畴结构的形成。当薄膜的退火氧压较低时,薄膜内的氧空位片之间不存在相互作用,且随着单一氧空位片尺寸增加,其诱导的带电畴壁类型会从71 °畴壁转变为109°畴壁。进一步降低薄膜退火氧压,相邻氧空位片之间的水平距离减小,它们对周围极化的影响会发生耦合,从而稳定了 71°-109°畴壁对。随后我们结合相场模拟证实了氧空位片对BiFeO3极化的调控行为。该工作系统研究了氧空位缺陷对铁电极化和畴结构的调控行为,这对设计高性能的电子器件具有指导意义。
王雨[3]（2020）在《新型范德华材料的物性调控及其器件应用》文中进行了进一步梳理自2004年石墨烯（graphene）被发现以来,范德华材料在多学科学研究领域均受到广泛的关注。范德华材料种类繁多,其中包括绝缘体,半导体,金属,超导体,拓扑材料,以及最近发现的磁性材料,范德华材料本身有很多优异的性能和潜在的应用,同时,将范德华材料堆叠在一起形成的异质结在基础物理研究方面展现出诸多新颖的特性,同时也在器件应用方向展现了巨大的潜力。本文重点展示作者关于Bi4I4、Fe3GeTe2、ReS2等范德华材料及其异质结的物性研究,并基于物性调控,设计了包括应变辅助磁翻转、浮栅存储器、多态光存储等相关功能器件。首先我们在绪论里简要介绍几种受到人们广泛关注的范德华材料,以及相关的范德华材料的器件应用。在第二章中,我们介绍了实验室常用的制备转移样品方法和测试平台。在第三章中,我们研究了Bi4I4弱拓扑绝缘体的输运性质,观察到了常温附近的拓扑态β-Bi4I4到拓扑平庸态α-Bi4I4的相变。通过分析低温Sd H振荡,我们得出α-Bi4I4为拓扑平庸相。进一步我们观察到,随着厚度的降低,β-Bi4I4到α-Bi4I4的相变温度逐渐减小,这表明Bi4I4的拓扑状态受到了样品厚度的调控。在第四章中,我们通过对Fe3GeTe2施加单轴拉伸应变,实现了对Fe3GeTe2铁磁性能的应变调控。我们发现在应变调控下,Fe3GeTe2矫顽场有一个急剧的增加,通过施加0.32%的应变,矫顽场增加了150%,同时,我们观察到了居里温度、磁畴转变温度随着应变增加而提高的现象,并且我们得到了Fe3GeTe2应变和温度的关系相图,通过理论计算,我们推断这种现象来源于应变对磁各向异性能（MAE）的有效调控。利用应变对矫顽场的有效调控,我们首次在范德华磁性材料中实现了应变辅助的磁翻转操作,有利于发展应变电子学的器件应用。在第五章中,我们研究了ReS2及其异质结的物性调控。首先我们研究了ReS2在离子液体调控下的输运性质,发现随着所加离子液体栅压的增加,ReS2表现出金属态到绝缘态的转变,而载流子浓度出现先增大后减小的趋势,这个现象可能来源于离子液体引入的无序的影响。接下来,我们研究了ReS2/Graphene/h BN和h BN/ReS2/h BN异质结的物性调控,在ReS2/Graphene/h BN异质结中,观察到ReS2近邻诱导效应引起的石墨烯朗道能级劈裂现象,这个劈裂可能来源于ReS2近邻诱导效应引起石墨烯中自旋或者谷劈裂;在h BN/ReS2/h BN异质结器件中,在栅压调控下,我们观察到了Sd H振荡,这个现象可能来源于ReS2复杂的能带结构以及异质结相互作用的影响。在第六章中,我们在范德华异质结中首次观察到了负光电导效应,首先,制备的ReS2/h BN/Mo S2浮栅结构表现出了优异的存储性能。进一步,我们实现了栅压可调的正光电导效应和负光电导效应的转变。这个效应来自于浮栅层和沟道层之间的电荷转移。这种负光电导效应受到光功率的影响,利用这个效果可以实现基于负光电导的多态存储。在第七章中,我们总结了全文的研究内容,并对以后的研究方向作了进一步的展望。
李硕[4]（2020）在《氮化物半导体GaN/AlxGa1-xN量子点异质结构中杂质态和激子态及其压力效应》文中进行了进一步梳理在连续介电模型和有效质量近似下,采用变分法从理论上研究了流体静压力下GaN/AlxGa1-xN核/壳和反核/壳量子点的杂质态和激子态结合能及其光学性质。首先研究了反核/壳量子点的结合能随核尺寸、壳尺寸、A1组分以及杂质位置的变化关系;其次,分别研究了流体静压力下的GaN/AlxGa1-xN核/壳和反核/壳量子点的杂质态的结合能和光致电离截面;最后,进一步研究了 GaN/AlxGa1-xN核/壳和反核/壳量子点两种模型的激子态结合能及其光电性能。数值计算了杂质态结合能和光致电离界面,激子态结合能、光吸收系数和辐射寿命,计算结果表明:1.反核/壳量子点的杂质态结合能随着量子点半径（核和壳尺寸）的增加单调减小。当杂质位置到量子点中心距离d增加时,杂质态结合能呈先增大后减小的趋势,出现一极大值。杂质态结合能随Al组分的变化受杂质位置影响较大,呈现不同的变化趋势,且变化比较明显。2.通过对GaN/AlxGa1-xN核/壳和反核/壳量子点的杂质态的比较,可知GaN/AlxGa1-xN核/壳量子点在不同杂质位置的结合能随核尺寸的增大单调递减。相反,对于反核/壳量子点,在不同的杂质位置,随着核尺寸的增大,结合能呈现不同的变化趋势。但二者的结合能都随壳层尺寸的增大单调减小。此外,当光子能量近似等于施主杂质态结合能时,光致电离截面会出现峰值。在不同的条件下会出现不同的峰值移动,其峰值强度随核尺寸和壳尺寸的增大而增大。在流体静压力作用下,结合能和光致电离截面的峰值强度随压力的增大而增大。3.通过两种模型的激子态结合能以及光电性能的计算,得出如下结论:对于GaN/AlxGa1-xN核/壳结构,结合能的变化趋势与激子辐射寿命的变化趋势一致,均随核尺寸的增大先增大后减小。反核/壳结构的结合能随核尺寸的增大先减小后增大,激子辐射寿命在不同壳尺寸下的随核尺寸的变化不同。对于这两种结构,当光子能量近似等于结合能时,吸收系数会出现峰值,并且在不同的条件下会有不同的峰值移动。
殷艳[5]（2020）在《二维硼纳米片的热输运性质的调控》文中进行了进一步梳理自二维石墨烯的成功制备以来,其优异的物理化学性质引起了人们的广泛关注。石墨烯的超高热导率使其在高功率密度电子器件的散热方面具有很好的应用前景。随着对二维材料不断的深入研究,二维硼纳米片（也称为硼烯）在2015年成功制备,它在结构上具有多态性,既有和石墨烯一样的平面结构,也存在褶皱结构。硼-硼键具有较强的共价性,力学性能集坚、柔、韧于一体,是目前质量最轻、厚度最薄的金属材料,有望成为高导热性的二维金属材料。本文基于第一性原理,通过多途径增强了现广泛研究的类石墨烯型δ3硼烯和三角型δ6硼烯的结构稳定性,通过非平衡格林函数法及声子玻尔兹曼方程,研究了稳定硼烯的弹道热输运和扩散热输运性质,并对基本热输运性质进行有效调控,分析其中的物理机制,有利于基于硼烯的导热材料和热控制器件的研究。研究内容如下:第一,我们通过掺杂电荷和施加应变探究了类石墨烯型硼烯（δ3硼烯）的稳定性和热输运性质。δ3硼烯在掺杂电荷和施加应变的共同作用下稳定,并存在稳定的“优化区域”。通过结构变化、电荷分布密度及键强变化,可知稳定性增强是由于π键变强。此外,由于低频段较高声子透射率,稳定δ3硼烯（1 e/atom+5%strain）在弹道输运下的室温量子热导高达7.14 n WK-1nm-2,是石墨烯的1.8倍。在扩散输运下,由于δ3硼烯较强的非谐效应使得其热导率远低于石墨烯。声子散射机制通过声子群速度、弛豫时间、Grüneisen参数、声子散射相空间等定量描述。第二,我们探究氧化作用对δ3硼烯的稳定性和热输运性质的调控,这种硼烯称为氧化硼烯（B2O）。在氧化作用下,原本各向同性的硼烯表现出强各向异性,各向异性因子（η）高达1.45,是目前已报道的二维硼烯中各向异性最强的材料。第三,我们通过吸附氟原子对三角型硼烯（δ6）进行稳定性和弹道热输运性质的调控。以B4F为研究对象,发现氟化有利于增强δ6硼烯的稳定性,由于声子透射率降低,氟化使得δ6硼烯室温热导在扶手（armchair）和锯齿（zigzag）方向上分别降低73.8%和60.9%。另外,双轴拉伸应力能有效调控B4F的热输运性质,降低其热导,且在双轴拉伸应变下,沿扶手方向重新出现声子的维度交叉传输。
高娴[6]（2017）在《GaSb基材料的异质外延及物性研究》文中指出近红外波段半导体激光器在军事和民用领域有广阔的应用前景。GaSb基半导体材料中的GaAsSb三元合金因其带隙可调制的优越性成为重要的近红外应变量子阱激光器的有源区的候选材料。因半导体激光器件的核心是有源区,本论文针对GaAsSb合金及量子阱有源区结构外延生长和性质研究不充分的问题,以生长出高质量的GaAsSb/AlGaAs应变量子阱材料为目的进行了GaSb、GaAsSb和GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的外延生长、性质分析及光学性质优化研究,为GaAsSb/AlGaAs应变量子阱激光器件的研制做基础研究,。本论文的主要研究工作如下:1.利用分子束外延（MBE）技术开展GaSb材料外延生长工作,优化外延生长条件以提高GaSb薄膜的晶体质量。开展GaSb材料的光谱研究工作,对比分析同质和异质外延GaSb薄膜材料的发光性质。针对GaSb材料的表面态问题,开展利用MgO薄膜进行GaSb薄膜材料的表面钝化工作,提高了GaSb材料的发光强度。本部分研究将为GaAsSb合金的外延生长和性质研究奠定研究基础。2.开展GaAsSb合金材料的异质外延生长工作,通过As/Sb束流控制调节GaAsSb合金的组分,并使用PL光谱技术分析合金的光学性质,获得局域态随合金中Sb组份的变化规律,证明局域态复合是GaAsSb合金中重要的载流子复合机制。为了深入理解局域态的性质,使用快速热退火（RTA）技术对GaAsSb合金进行处理。研究了不同退火温度对局域态能级的调控作用,获得了退火温度对局域态深度调控的规律。本部分研究内容为GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的外延生长和发光性质的调控提供基础研究。3.根据应变量子阱理论计算GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的轻重空穴带随组份调控的应变对带隙的影响规律,并据此设计了发光波长在935nm的GaAs0.92Sb0.08/Al0.3Ga0.7As应变多量子阱。在实验方面,外延生长了该GaAs0.92Sb0.08/Al0.3Ga0.7As应变多量子阱并研究其结构及发光性质,根据XRD和PL结果确定生长出了与设计参数相符的应变量子阱材料,并在室温光谱中观察到重空穴激子和轻空穴激子同时存在的现象。为了研究应变量子阱的发光性质,通过RTA技术对应变量子阱样品进行处理,研究退火温度对量子阱样品发光的调控作用。研究结果证明退火温度对量子阱样品的发光峰位及强度有极大的影响,确认局域态、应变和界面混合效应是影响量子阱发光性质的重要因素。本部分研究中生长出了高质量的GaAs0.92Sb0.08/Al0.3Ga0.7As应变多量子阱材料,并证明可利用RTA技术提高应变量子阱的发光强度,调控应变量子阱的发光峰位。本论文中对GaAsSb材料及应变量子阱结构的研究为应变量子阱激光器的制备和性能调控提供基础研究。
息剑峰[7]（2017）在《钙钛矿氧化物低维结构光电特性与载流子动力学过程研究》文中提出钙钛矿氧化物中的晶格、电子、轨道以及自旋等各种自由度之间由于强关联电子体系存在着强烈的耦合作用产生了非常丰富的物理特性,如介电、光电、压电、铁电、热电、高温超导、庞磁电阻、金属绝缘体相变和光学非线性等。特别是由于钙钛矿氧化物的低维结构能与传统的半导体工艺相匹配,有利于制造新型的微型化、集成化器件,所以在光伏器件、信息存储、高温超导和铁电记忆等方面有着很大的应用价值。研究钙钛矿氧化物低维结构的物理特性对解释强关联电子体系的物理机制具有重要意义。本论文主要研究了钙钛矿氧化物低维结构的光电特性,深入分析了钙钛矿氧化物低维结构中的光电效应,对光电效应中光作用区域的内在机理提出了新的解释。研究了部分光照对于钙钛矿氧化物整体光电效应的影响,并且探究了其中的光生载流子动力学运动的过程。针对钙钛矿氧化物低维结构独特的电子结构,研究了温度、磁场等因素对于钙钛矿氧化物低维结构光电特性的影响,并发现了钙钛矿氧化物低维结构中的界面效应对于其光电效应的量子效率有着增强作用,极大的拓展钙钛矿氧化物的应用前景。主要研究成果如下:（1）深入研究了部分区域光激发对于SrTiO3单晶整体的导电状态和内部载流子生成与分布的影响。发现光电效应在SrTiO3单晶中产生的是一个整体效应,无论SrTiO3单晶所受光照区域的大小,它都作为一个整体参与到光电效应中,光生载流子在电场作用下在SrTiO3单晶中自由移动,就像在导体中一样。区域光激发斜切SrTiO3单晶不仅可以产生光电压,还可以产生光电流。光照区域中光生电压的强度取决于入射激光的能量密度、光照区域内晶格台阶的数目和SrTiO3单晶的斜切角度。非光照区域中光生电压强度取决于非光照区域边缘光照区的光生电压强度和非光照区中光生载流子扩散传播距离。发现光电效应测试电路中的接地点对于SrTiO3单晶中的电势分布有着重要影响。（2）利用脉冲激光沉积技术制备了La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜,研究了La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜受不同波长激光照射时在不同温度下的光致电阻效应。由于氧空位的影响,在La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜中发现了很高的光致电阻变化率。在室温下,La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜对于808 nm激光的光电响应度强于532 nm激光。激光能量和偏流大小是影响La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜光致电阻变化的重要因素,在固定激光能量下La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜的光致电阻变化率是相同。La2/3Ca1/3MnO3-δ薄膜的光致电阻变化率随着温度的下降逐渐上升。（3）研究了多铁钙钛矿氧化物BiFeO3制备的BiFeO3/Si异质结中的光致磁阻变化和磁场调制的光电效应,发现了BiFeO3/Si异质结中存在着铁电光伏效应,不同波长的激光对于BiFeO3/Si异质结的磁阻变化率影响不同。1064 nm波长激光对BiFeO3/Si异质结的磁阻变化率的影响高于532 nm激光。磁场对于激光照射BiFeO3/Si异质结的瞬态光伏效应有着调制作用,BiFeO3/Si异质结的瞬态光生伏特的大小随着磁场强度的增加先增大后减小,瞬态光生伏特效应的响应时间随着磁场的变化保持不变。磁场对于激光照射BiFeO3/Si异质结的开路光电压和短路光电流有着明显的调制作用。当1064 nm激光照射BiFeO3/Si异质结时,光电压和光电流受磁场影响更容易饱和。（4）在SrTiO3单晶基底上使用脉冲激光沉积技术制备了不同周期的（LaAlO3/SrTiO3）n超晶格,研究了LaAlO3/SrTiO3超晶格样品中LaAlO3/SrTiO3界面对样品光电效应量子效率的影响。发现了光电效应在LaAlO3/SrTiO3样品中同样是一个整体效应。无论样品所受光照区域的大小,LaAlO3/SrTiO3样品都作为一个整体参与到光电效应中。由于界面效应的影响,照射LaAlO3/SrTiO3样品界面位置时的光电效应量子效率远高于照射LaAlO3/SrTiO3样品膜面位置的光电效应量子效率。利用偏压可以进一步调制照射LaAlO3/SrTiO3样品界面位置时的光电效应量子效率,提高界面效应对光电效应量子效率的提升效果。
刘小飞[8]（2016）在《二维晶体和金属有机框架材料力电性能的物理力学研究》文中指出厚度仅为单个层或少数个原子,面内方向周期性延展的材料被称为二维晶体,是一种新型材料体系。自从单层石墨烯的首次发现,包括石墨烯、六方氮化硼、单层过渡族金属二卤化物、少数层黑磷等材料在内的二维晶体引起了广泛的研究兴趣。由于量子限域效应,这种新型材料体系呈现出有别于体块材料的特殊物理、力学行为。金属-有机框架材料是指金属原子、有机分子通过共价键、氢键或者范德华作用结合而成的周期性晶体。金属-有机框架材料与一般固体相比原子排布比较疏松,通常具有较低的弹性模量、显着的变形响应,并且易对外界压强、温度影响产生响应。通过密度泛函理论数值模拟,连续介质力学建模,探索新理论方法等方式,本文对二维晶体的力学电学性质、力-电耦合关系、结构-电性耦合关系,多体范德华作用对金属-有机框架材料结构的影响,以及非均匀应变系统电子结构进行了系统的理论研究,取得如下研究成果:1)通过密度泛函理论计算揭示了石墨烯反点阵能隙的打开与晶胞基矢的依赖关系。三角晶格石墨烯反点阵的能隙-基矢指数关系与碳管的能隙打开规律类似,但遵循完全相反的关系。能隙是否打开取决于手征矢量R=（n（?）+m（?））:当n-m为3的整数倍时,反点阵能隙打开;反之闭合。该规律对具有不同形状孔洞的石墨烯反点阵具有较广的适用性,并且可拓展至平行四边形反点阵。导致该规律的原因是石墨烯反点阵的基矢取向与结构的依赖关系,这可以通过Shima和Aoki的群论证明或者通过Clar六重对称性分析去理解。该全局规律的揭示加深了人们对石墨烯反点阵能带结构的认识。2)提出了电子束加工二硫化钼制备亚纳米一维条带的机理,揭示少数层二硫化钼电子结构的应变敏感性。基于孙立涛课题组透射电镜下观察到的电子束照射单层二硫化钼生成一维硫钼结构的现象,开展了系统的密度泛函原理计算。发现二硫化钼边缘硫原子相对于中间位置硫原子更容易被电子束敲除,当失硫的相邻孔洞边缘靠近聚合至亚纳米尺度时,发生自发相变形成稳定的亚纳米条带,成为自上而下能量束制造亚纳米结构的新途径。同时,我们指出该方式在其他单层过渡族金属二卤化物中可能同样适用,这被其他课题组的后续研究证实。通过密度泛函原理计算并与刘树平课题组的实验配合,研究了三层二硫化钼在双轴压缩应变作用下能隙及拉曼活性频率的调控。计算显示在压缩应变下,三层二硫化钼的间接能隙和直接能隙及拉曼光谱频率都可以有效地通过应变进行调节;实验上通过基于压电基底的电致应变可控加载,测得能隙和拉曼光谱变化与计算结果符合。这种可控的、敏感的应变可调能带有益于功能器件的设计。3)密度泛函理论计算揭示二维晶体的弯曲可以导致面内应变。二维晶体的这种弯曲致面内应变依赖于维度、化学成分、成键结构,并且是各向异性的。与泊松效应类比,称之为弯曲泊松效应,弯曲泊松系数μ定义为侧向应变与曲率的比例,可以拟合为曲率的指数函数。分析表明弯曲泊松效应产生的原因是二维晶体的超薄特性,在弯曲时拉伸和压缩侧相互耦合,侧向变形直接对曲率产生响应。由于弯曲泊松效应在二维晶体中广泛存在,可以在二维晶体的板壳模型中加入修正以考虑侧向变形。4)多体范德华作用影响金属-有机框架的结构稳定性和化学键。运用多体色散范德华方法、经验对势近似、范德华泛函方法系统地研究了多体范德华作用对Ag3Co（CN）6及类似金属-有机框架材料的影响。揭示了多体范德华作用的两个重要作用:首先,多体作用显着的提高了Ag3Co（CN）6、Ag3Fe（CN）6的范德华结合能,与通常认识形成对比;其次,多体范德华作用在H3Co（CN）6、H3Fe（CN）6中产生一个氢原子的单井范德华势,使得N-H-N键更倾向于对称化,基于PBE泛函考虑多体范德华作用可以定性地预测H3Co（CN）6的对称N-H-N键以及H3Fe（CN）6的非对称N-H-N键。5)处理非均匀应变体系电子结构的新视角。将变形前原子核坐标与变形后原子坐标通过变形函数建立对应关系,给出赝哈密顿量与赝波函数。赝哈密顿量作用于赝波函数等价于无应变体系哈密顿量作用于波函数;赝哈密顿量与变形后哈密顿量周期条件一致,微扰方法有可能用于该问题的求解,提供一个看待非均匀应变体系电子结构的新视角。微扰理论在该问题中的应用不同于以往体系,修改的微扰处理过程是否可行值得后续研究。
金树强[9]（2013）在《PbTe/CdTe异质结构和界面电子态研究》文中进行了进一步梳理PbTe/CdTe体系作为罕见的结构失配的新型异质结构越来越受到人们的关注。窄带隙Ⅳ-Ⅵ族半导体材料PbTe具有NaCl晶格结构,带隙在倒空间的L点；而Ⅱ-Ⅵ族材料CdTe具有闪锌矿晶格结构,带隙在倒空间的r点,这两种材料按不同的生长取向（[100]、[110]、[111]）结合得到的异质结具有不同的界面结构。PbTe是制备中红外波段激光器和探测器的理想材料,并广泛的应用到环境检测、有毒气体分析、医学诊断和军事等领域。人们将[100]取向的CdTe/PbTe/CdTe量子阱退火得到了以（100）、（110）、（111）为界面的嵌入式菱方八面体形PbTe量子点,大大提高了PbTe的发光效率。相对于量子点的CdTe/PbTe （111）界面,外延生长的PbTe/CdTe（111）异质结界面具有完全不同的结构,并且PbTe和CdTe部具有（111）极性原子面,在外延层很薄的情况下,内建的极化电场可以改变薄膜的物理特性。这种由极化电场带来的薄膜物理特性的改变在PbTe光电器件中能起到提高量子效率的关键作用,有望研制低阈值电流、高工作温度的新型中红外光电器件。另外,由于Pb、Te等重元素的存在,由PbTe/CdTe异质结构成的低维结构中具有较大的自旋轨道耦合分裂能,在自旋电子器件方面的应用也具有较大前景。为此,论文从理论和实验两方面开展了关于PbTe/CdTe新型异质体系及其低维结构的物理特性的研究工作。论文首先通过第一性原理计算得到了PbTe中k·p包络波函数模型的能带参数,并利用其简化模型计算了CdTe/PbTe/PbSrTe非对称量子阱中的子带自旋轨道耦合分裂能。然后对[111]取向的PbTe/CdTe异质体系进行了数值模拟,为了验证计算的结果,对分子束外延（MBE）生长得到的PbTe/CdTe （111）异质结进行了一系列实验表征,包括高分辨透射电镜（HR-TEM）、低温霍尔（Hall）以及生长过程中的反射高能电子衍射（RHEED）等表征手段,研究了这种新型异质结界面上的新结构、光学和电子输运特性。取得的主要成果如下：（1）确定了PbTe材料12带k·p包络波函数模型的能带参数,使得更加精确的计算PbTe低维体系中的电子态成为可能。与典型的Ⅲ-Ⅴ、Ⅲ-Ⅵ族半导体材料不同,PbTe的直接带隙出现在倒空间的L点,能带结构具有重空穴带缺失、导带和价带对称等特点。所以k·p矩阵可以表示成块对角矩阵,其中的两个子矩阵分别用来描述导带和价带中的能带关系。通过第一性原理计算,确定了PbTe12带k·p包络波函数模型中的动量矩阵元参数,并给出了低维结构中Rashba系数和有效质量的解析表达式。（2）利用简化的k·p模型计算了CdTe/PbTe/PbSrTe非对称量子阱中的子带自旋轨道耦合分裂能。由于PbTe体材料反演不变的结构特点,量子阱中只存在单纯Rashba分裂能。量子阱中四个L点上的能谷彼此不再等价,与生长取向呈一定夹角的斜能谷自旋分裂能在倒空间中是各向异性的,且倾斜角越大自旋分裂能越大,在[110]的斜能谷中可达13.7meV。（3）发展了一种双电场补偿的模拟极化界面的方法。由于在[111]取向上PbTe和CdTe均是极性面,在模拟生长过程时,必须通过外加电场来补偿因为极性面所引起的附加电场。通过这种方法,我们成功的模拟了在PbTe（111）衬底上生长CdTe和在CdTe（111）衬底上生长PbTe两种异质结的制备过程,预言了与嵌在CdTe基底内的PbTe量子点（111）界面不同的异质结构特性,并且对MBE生长过程中观察到的界面重构做出了合理的理论解释。理论预言的界面结构由HR-TEM所证实。（4）对PbTe（111）表面外延生长的CdTe薄膜的电子态特性进行了模拟。发现由于PbTe中Pb2+离子s2孤立电子对的的作用,使得PbTe在界面附近严重扭曲变形,失去了完整的NaCl结构,同时具有了金属性。CdTe中强烈的极化电场将界面附近一部分CdTe导带下拉到费米能级以下,Pb、Cd、Te原子的部分离子化贡献出一部分自由电子,在界面附近形成了二维电子气（2DEG）,计算得到的电子密度高达6.0×1013cm-2。对该CdTe（30nm）/PbTe（111）异质结的霍尔效应测试得到的体电子浓度最高为9.0×1019cm-3,且随着CdTe厚度的增大而迅速降低。常温下,电子迁移率为300-400cm2/Vs,在77K下,迁移率高达6700cm2/Vs,而且载流子浓度几乎没有变化。对于CdTe（75nm）/PbTe（111）异质结,在2K温度下的迁移率为20200cm2/Vs,电子浓度4.5×1018cm-3。能在如此高的电子浓度下保持这么高的电子迁移率在其他材料体系中是很罕见的。
郑赫[10]（2012）在《低维结构中本征缺陷的原位动态表征与修复》文中指出低维结构往往具有不同寻常的物理和化学性能,已经成为近年来研究的热门对象。全面理解与认识低维结构材料的力学性能对实现其在未来器件上的应用具有至关重要的作用。本论文主要运用透射电子显微镜中的电子束对低维结构中的本征缺陷进行了原位的动态表征与修复研究。在本征缺陷的原位动态表征方面主要成果总结如下：1、通过原位高分辨透射电子显微学对10纳米以下的Au颗粒的离散形变机制进行研究。实验中观察到：（1）偏位错从自由表面形核是Au纳米颗粒塑性形变的主要机制,这与块体中位错主要通过Frank-Read位错源形核与增殖形成了鲜明的对比；（2）此外,在宏观块体结构力学形变中起主导作用的斯密特定律在Au纳米颗粒中不能起到决定作用；（3）在断裂后,由于表面应力的作用,金纳米颗粒发生了从FCC结构到BCT结构的相变。这些结果为近年来大量的理论研究提供了实验参考。相关的结果发表在Nat. Commun.2010,144（1）:1-8。2、利用原位高分辨透射电子显微学,我们观察到了在非轴向拉伸应力下（轴向拉伸应力以及弯曲应力的共同作用）,单晶Au纳米颗粒中形成小角度晶界的过程。令人惊讶的是,在断裂（也就是撤去外界应力）的瞬间,这个晶界又消失了。通过进一步的分析发现小角度晶界的形成主要是由于位错的塞积引起的。而在应力撤去的瞬间,由于镜像力的作用,使得塞积的位错全部被“吸”回颗粒表面。相应的,小角度晶界也随之消失。这就意味着,由位错塞积引起的弯曲应变是可以回复的,称之为赝弹性应变。该结果对于构建高弯曲性能的纳米器件具有重要的意义。相关的实验结果发表在Phys. Rev. Lett.2012,109（22）:225501。3、对具有单一孪晶界的Ag纳米线在单轴拉伸应力下的形变进行原位透射电子显微学观察。实验中发现,纳米线的塑性形变主要分为两个阶段：初始阶段塑性形变由表面形核的偏位错的运动提供（与Au纳米颗粒类似）；后期塑性形变主要对应于纳米尺度空洞的形核与长大。在本征缺陷的原位修复方面主要成果总结如下：1、在电子束辐照下,多晶Li20纳米线的伸长量可以达到惊人的80%到176%；而如果没有电子束辐照,其伸长量只有51%到57%。理论计算表明电子束辐照可以增强氧原子跟锂原子的扩散能力,使得空位缺陷得以再填充,从而提高纳米线的延展性。相关的实验结果发表在Sci. Rep.2012,542（2）:1-4。2、我们在透射电镜中利用会聚电子束原位制备了Mg纳米孔。通过原位高分辨透射电子显微学,首次从实验的角度报道了Mg纳米孔在电子束的辅助下逐渐收缩直到最后消失的自愈合过程。这个过程主要是由于Mg原子的表面扩散使得纳米孔边缘原子层的“生长”引起的。进一步的研究表明Mg原子的扩散是各向异性的,与理论的预期一致。实验结果拓展了Mg合金在生物以及材料物理领域的应用。同时,我们认为透射电镜可以与其他的研究手段（例如扫描隧道电子显微镜）相互结合,共同研究材料的表面物理,例如原子扩散机制。
二、低维结构中的应变效应的研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、低维结构中的应变效应的研究（论文提纲范文）
（1）ZnO/MgZnO低维结构中的激子态与杂质态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 低维半导体材料 |
| 1.1.1 低维半导体材料的基本概念 |
| 1.1.2 低维半导体材料的应用 |
| 1.2 ZnO材料 |
| 1.2.1 ZnO材料的基本性质 |
| 1.2.2 低维ZnO材料的应用 |
| 1.3 低维半导体材料中的激子与杂质 |
| 1.3.1 激子 |
| 1.3.2 杂质 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 有效质量包络函数近似 |
| 2.2 打靶法 |
| 2.3 变分法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 ZnO/Mg_xZn_(1-x)O低维结构内的激子态研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 单量子阱结构内的激子态 |
| 3.3.2 双量子阱结构内的激子态 |
| 3.3.3 三角形量子阱结构内的激子态 |
| 3.3.4 量子线结构内的激子态 |
| 3.3.5 量子点结构内的激子态 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 外加电场对ZnO/Mg_xZn_(1-x)O低维结构内激子态的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 外加电场对量子阱结构内激子态的影响 |
| 4.3.2 外加电场对量子线结构内激子态的影响 |
| 4.3.3 外加电场对量子点结构内激子态的影响 |
| 4.3.4 外加电场对非相关概率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 外加磁场对ZnO/Mg_xZn_(1-x)O低维结构内激子态的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 外加磁场对量子阱结构内激子态的影响 |
| 5.3.2 外加磁场对量子线结构内激子态的影响 |
| 5.3.3 外加磁场对量子点结构内激子态的影响 |
| 5.3.4 外加磁场对非相关概率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 ZnO/Mg_xZn_(1-x)O低维结构内的杂质态研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论模型 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 组分与结构尺寸对低维结构内施主杂质电子态的影响 |
| 6.3.2 施主杂质位置对低维结构内施主杂质电子态的影响 |
| 6.3.3 外加电场对低维结构内施主杂质电子态的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（2）BiFeO3薄膜结构与缺陷的像差校正透射电子显微学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 钙钛矿型功能氧化物 |
| 1.1.2 铁电薄膜中畴结构及相结构的调控 |
| 1.1.3 铁电薄膜中拓扑畴研究进展 |
| 1.1.4 铁电薄膜中的生长缺陷 |
| 1.1.5 高指数取向BiFeO_3薄膜研究现状 |
| 1.2 先进透射电子显微学在铁电薄膜研究中的应用 |
| 1.3 本论文的选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 薄膜生长与透射样品制备 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积技术(PLD) |
| 2.1.2 薄膜的生长模式 |
| 2.1.3 透射电镜样品制备 |
| 2.2 透射电子显微学分析方法 |
| 2.2.1 透射电子显微镜工作原理 |
| 2.2.2 电子衍射与衍衬分析 |
| 2.2.3 高分辨透射电子显微术(HRTEM) |
| 2.2.4 扫描透射电子显微术(STEM) |
| 2.2.5 电子能量损失谱(EELS)和X射线能量色散谱(EDS) |
| 2.2.6 像差校正透射电子显微学 |
| 2.2.7 透射电子显微镜实验设备 |
| 2.3 基于STEM的电子显微学分析方法 |
| 2.3.1 实空间寻峰拟合分析(Peak Finding) |
| 2.3.2 倒空间几何相位分析(Geometric Phase Analysis) |
| 2.4 原子力显微镜(AFM) |
| 2.4.1 原子力显微镜的基本原理 |
| 2.4.2 双频共振追踪(DART)压电力显微镜模式(PFM) |
| 2.5 高分辨X射线衍射 |
| 第3章 BiFeO_3薄膜中的两相涡旋结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与计算方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 多层膜中周期性的109°畴组态 |
| 3.3.2 BiFeO_3中的涡旋结构 |
| 3.3.3 BiFeO_3中涡旋结构的两相共存 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 边界条件对拓扑极性纳米畴的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与计算方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 多层膜中的畴组态 |
| 4.3.2 不同畴壁末端形成的纳米畴结构 |
| 4.3.3 临近层畴组态对BiFeO_3层中纳米畴的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiFeO_3薄膜中的铁电-反铁电相变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验与计算方法 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 [110]BiFeO_3超薄膜中结构随厚度的演变 |
| 5.3.2 [110]BiFeO_3超薄膜中的致密畴 |
| 5.3.3 [110]BiFeO_3超薄膜中的反铁电相 |
| 5.3.4 180°畴壁与反铁电相的结构联系 |
| 5.3.5 第一性原理计算结果 |
| 5.3.6 退极化场对不同BiFeO_3结构极化的影响 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 畴壁促进反铁电相变的结构机理 |
| 5.4.2 界面氧八面体耦合稳定反铁电结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 氧空位对带电畴壁的钉扎行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验与计算方法 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 BiFeO_3薄膜中的片状缺陷 |
| 6.3.2 片状缺陷中氧缺失的确定 |
| 6.3.3 单个氧空位片稳定的带电畴壁 |
| 6.3.4 氧空位片台阶稳定的带电畴壁对 |
| 6.3.5 氧空位对薄膜畴及极化翻转的影响 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 氧空位浓度对其存在形态的影响 |
| 6.4.2 氧空位片电荷稳定带电畴壁 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）新型范德华材料的物性调控及其器件应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 范德华拓扑绝缘体 |
| 1.1.1 拓扑绝缘体简介 |
| 1.1.2 范德华弱拓扑绝缘体Bi_4I_4 |
| 1.2 范德华磁性材料 |
| 1.2.1 二维磁性理论 |
| 1.2.2 范德华磁性材料的磁性探测 |
| 1.2.3 范德华磁性材料的磁性调控 |
| 1.3 范德华半导体材料 |
| 1.3.1 范德华半导体材料结构 |
| 1.3.2 离子液体对范德华半导体材料的物性调控 |
| 1.3.3 基于范德华半导体材料的异质结调控 |
| 1.4 基于范德华材料的器件应用 |
| 1.4.1 基于范德华材料的磁存储器件应用 |
| 1.4.2 基于范德华材料的光电探测器件应用 |
| 1.4.3 基于范德华材料的光电随机存储器件应用 |
| 1.4.4 基于范德华材料的浮栅存储器件应用 |
| 第二章 范德华材料的器件制备与测试 |
| 2.1 范德华材料的机械剥离 |
| 2.2 二维范德华材料异质结器件制备 |
| 2.2.1 湿法转移 |
| 2.2.2 干法转移 |
| 2.3 器件电极制备 |
| 2.3.1 电子束曝光,蒸镀技术 |
| 2.3.2 掩膜法 |
| 2.4 器件测试平台 |
| 2.4.1 常温电学测试平台 |
| 2.4.2 低温输运测试平台 |
| 2.4.3 常温光电测量 |
| 第三章 Bi_4I_4输运性质研究 |
| 3.1 块材Bi_4I_4输运性质 |
| 3.2 薄层Bi_4I_4输运性质 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 Fe_3GeTe_2的应变调控 |
| 4.1 应变对磁性材料的调控 |
| 4.2 Fe_3GeTe_2材料简介 |
| 4.3 柔性器件和应变装置 |
| 4.4 应变对Fe_3GeTe_2矫顽场的调控 |
| 4.5 应变对Fe_3GeTe_2居里温度和磁畴转变温度的调控 |
| 4.6 应变辅助磁翻转 |
| 4.7 基于DFT的应变调控磁性分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 ReS_2及其异质结的物性调控 |
| 5.1 离子液体对ReS_2的物性调控 |
| 5.1.1 离子液体调控下的ReS_2带隙测量 |
| 5.1.2 离子液体调控ReS_2的金属绝缘体转变 |
| 5.2 基于ReS_2异质结的物性调控 |
| 5.2.1 ReS_2/Graphene/hBN输运性质 |
| 5.2.2 hBN/ReS_2/hBN输运性质 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 基于ReS_2异质结的器件应用 |
| 6.1 负光电导简介 |
| 6.2 ReS_2/hBN/MoS_2异质结制备与表征 |
| 6.3 ReS_2/hBN/MoS_2异质结浮栅存储性能 |
| 6.4 ReS_2/hBN/MoS_2异质结负光电导效应 |
| 6.5 hBN厚度依赖的负光电导效应 |
| 6.6 基于浮栅结构的其他异质结的负光电导效应 |
| 6.7 基于负光电导的多态光存储器件 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）氮化物半导体GaN/AlxGa1-xN量子点异质结构中杂质态和激子态及其压力效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.2 研究内容及安排 |
| 2 Al__xGa_(_(1-x))N/GaN球形量子点反核/壳结构杂质态的结合能 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.2 数值结果与讨论 |
| 3 流体静压力下GaN/Al__xGa_(_(1-x))N核/壳和Al__xGa_(_(1-x))N/GaN反核/壳球形量子点中施主杂质的结合能和光电离截面 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.1.1 杂质态结合能和光致电离截面 |
| 3.1.2 流体静压力对参数的影响 |
| 3.2 数值结果与讨论 |
| 4 GaN/Al__xGa_(1-_x)N核/壳和Al_xGa_(_(1-)x)N/GaN反核/壳球形量子点中激子态结合能、光吸收系数和辐射寿命 |
| 4.1 理论模型 |
| 4.2 数值结果与讨论 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）二维硼纳米片的热输运性质的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硼烯热输运研究背景 |
| 1.2.1 低维纳米材料热输运性质的研究意义 |
| 1.2.2 硼烯性质的研究现状 |
| 1.2.3 硼烯热输运性质的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 第一性原理简介 |
| 2.1.1 薛定谔方程 |
| 2.1.2 密度泛函理论 |
| 2.2 热输运性质计算方法 |
| 2.2.1 声子的弹道输运 |
| 2.2.2 声子的扩散输运 |
| 第3章 掺杂电荷和施加应变δ_3硼烯的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 δ_3硼烯结构稳定性研究 |
| 3.3.2 δ_3硼烯弹道热输运研究 |
| 3.3.3 δ_3硼烯的扩散热输运研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 氧化硼烯的稳定性及热输运性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构稳定性与声子色散谱分析 |
| 4.3.2 氧化硼烯的强各向异性热导率 |
| 4.3.3 氧化硼烯热导率的影响因素 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 氟化硼烯的热输运性质及应变效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 氟化硼烯(B_4F)的晶格结构 |
| 5.3.2 氟化硼烯(B_4F)的弹道热输运性质 |
| 5.3.3 氟化硼烯(B_4F)弹道热输运的应变效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 |
（6）GaSb基材料的异质外延及物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体激光器 |
| 1.2 应变量子阱激光器 |
| 1.2.1 应变量子阱激光器简介 |
| 1.2.2 GaSb基材料及在半导体激光器上的应用 |
| 1.2.3 GaAsSb材料及GaAsSb应变量子阱激光器 |
| 1.3 本论文的研究意义及研究思路 |
| 1.3.1 GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的研究意义 |
| 1.3.2 本论文的研究思路 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 能带理论及GaSb基材料的基本物理问题 |
| 2.1 半导体材料能带结构与复合机制 |
| 2.1.1 半导体材料的能带结构 |
| 2.1.2 半导体材料中的载流子及其准粒子态和多粒子态 |
| 2.1.3 半导体材料中的复合过程 |
| 2.1.4 半导体中辐射复合的表征 |
| 2.2 载流子局域化理论 |
| 2.2.1 载流子局域化的影响 |
| 2.2.2 局域态集体荧光模型 |
| 2.3 量子阱材料的发光性质 |
| 2.3.1 半导体量子阱结构 |
| 2.3.2 量子阱结构中应变对能带结构的影响 |
| 2.4 GaSb基材料及量子阱中的相关科学问题 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 GaSb薄膜的异质外延及性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GaSb薄膜的同质及异质外延 |
| 3.2.1 同质外延及晶体性质表征 |
| 3.2.2 异质外延及晶体性质表征 |
| 3.3 GaSb薄膜的发光性质 |
| 3.3.1 GaSb材料基本性质及研究进展 |
| 3.3.2 同质外延GaSb薄膜的光学性质 |
| 3.3.3 异质外延GaSb的光学性质 |
| 3.4 GaSb材料的钝化研究 |
| 3.4.1 表面钝化研究进展 |
| 3.4.2 钝化样品制备 |
| 3.4.3 钝化前后样品的光学性质对比 |
| 3.4.4 GaSb钝化机制研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 GaAsSb合金的局域态发光性质及调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GaAsSb的外延生长及能带参数计算 |
| 4.2.1 GaAsSb的外延生长研究进展 |
| 4.2.2 GaAsSb合金在GaAs上的异质外延 |
| 4.2.3 GaAsSb合金的能带性质 |
| 4.3 GaAsSb合金的发光性质研究 |
| 4.4 退火对GaAsSb合金局域态的调控研究 |
| 4.4.1 快速热退火样品制备 |
| 4.4.2 退火对局域态的调控作用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的外延生长及发光性质调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的理论研究及外延生长 |
| 5.2.1 应变对GaAsSb/AlGaAs量子阱能带结构的影响 |
| 5.2.2 GaAsSb/AlGaAs应变量子阱的外延生长 |
| 5.2.3 GaAsSb/AlGaAs应变多量子阱的晶体质量及发光性质 |
| 5.3 退火对GaAsSb/AlGaAs应变多量子阱发光性质调制的研究 |
| 5.3.1 退火样品制备 |
| 5.3.2 退火对GaAsSb/AlGaAs应变多量子阱中应变及发光性质的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表论文及专利 |
（7）钙钛矿氧化物低维结构光电特性与载流子动力学过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿氧化物概述 |
| 1.2.1 钙钛矿型氧化物的晶体结构 |
| 1.2.2 钙钛矿氧化物的Jahn-Teller效应和电子结构 |
| 1.2.3 钙钛矿氧化物的磁特性 |
| 1.2.4 钙钛矿氧化物中的强关联电子体系 |
| 1.2.5 钙钛矿氧化物的物理特性 |
| 1.3 钙钛矿氧化物的低维结构 |
| 1.3.1 钙钛矿氧化物材料低维结构中的氧八面体畸变 |
| 1.3.2 钙钛矿氧化物低维结构中的界面效应 |
| 1.4 钙钛矿氧化物光电特性的研究 |
| 1.4.1 钙钛矿氧化物中的光电效应 |
| 1.4.2 钙钛矿氧化物中的光伏效应 |
| 1.5 本文的选题思路和研究内容 |
| 第2章 钙钛矿氧化物低维结构的制备、表征和光电特性测量 |
| 2.1 钛矿氧化物低维结构的制备 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积技术概述 |
| 2.1.2 原位反射高能电子衍射仪 |
| 2.1.3 脉冲激光沉积技术制备低维结构的影响因素分析 |
| 2.2 结构表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.3 光电特性测量方法 |
| 2.3.1 I-V曲线的测量方法 |
| 2.3.2 光电的测量方法 |
| 2.3.3 太赫兹时域光谱测量 |
| 第3章 SrTiO_3单晶中光电效应的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 普通SrTiO_3单晶中光电效应的研究 |
| 3.3 斜切SrTiO_3单晶中光电效应的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_(3-δ)薄膜输运特性与光电特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_(3-δ)薄膜的制备及结构表征 |
| 4.3 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_(3-δ)薄膜的光电特性测量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiFeO_3异质结的光致磁阻和磁场调制光电响应的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BiFeO_3异质结的制备及结构表征 |
| 5.3 BiFeO_3异质结的光致磁阻变化 |
| 5.4 磁场对BiFeO_3/Si异质结光电响应的调制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 LaAlO_3/SrTiO_3超晶格中光电特性的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 LaAlO_3/SrTiO_3超晶格的制备及结构表征 |
| 6.3 LaAlO_3/SrTiO_3界面增强光伏效应的研究 |
| 6.4 (LaAlO_3/SrTiO_3)_n超晶格的太赫兹时域光谱测量 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本论文的主要内容和结论 |
| 7.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在读期间发表的学术论文 |
| 学位论文数据集 |
（8）二维晶体和金属有机框架材料力电性能的物理力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多场耦合物理力学的研究现状 |
| 1.3 二维晶体 |
| 1.3.1 二维晶体的电学性质 |
| 1.3.2 二维晶体的力学特性 |
| 1.4 金属-有机框架材料 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 计算方法 |
| 2.1 量子化学方法 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理、Kohn-Sham方程 |
| 2.2.2 交换关联泛函 |
| 2.2.3 基组、赝势 |
| 2.3 范德华作用 |
| 2.4 密度泛函理论程序包 |
| 第三章 石墨烯反点阵的能隙打开规律 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算方法与细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 自上而下一维硫钼结构的形成机制和二硫化钼的应变工程 |
| 4.1 自上而下一维硫钼结构的形成机制 |
| 4.2 三层二硫化钼的应变工程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 二维晶体的弯曲泊松效应 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 多体范德华作用对金属-有机框架材料力学、稳定性、化学键的影响 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 处理非均匀应变体系电子结构的新视角 |
| 7.1 理论推导 |
| 7.2 周期性边界条件 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要工作总结 |
| 8.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及学术论文 |
| 附录 |
（9）PbTe/CdTe异质结构和界面电子态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 PbTe和CdTe的基本物理性质 |
| 1.2.1 PbTe和CdTe的物理性质 |
| 1.2.2 PbTe和CdTe的能带结构 |
| 1.2.3 PbTe的近铁电性 |
| 1.3 内嵌于CdTe基底中的PbTe量子点界面 |
| 1.4 k·p理论在PbTe低维结构中的应用 |
| 1.4.1 PbTe低维结构中的光学跃迁 |
| 1.4.2 PbTe低维结构中的自旋轨道耦合分裂 |
| 1.5 异质结中的二维电子气 |
| 1.6 本论文的工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 PbTe体材料k·p理论模型 |
| 2.1 k·p理论简介 |
| 2.2 PbTe中的k·p模型 |
| 2.3 PbTe中的k·p模型参数 |
| 2.4 PbTe量子阱中的有效质量和Rashba参数 |
| 2.4.1 [111]纵向能谷中的有效质量和Rashba参数 |
| 2.4.2 斜能谷中的有效质量和Rashba参数 |
| 2.5 CdTe基嵌入式PbTe量子点的薛定谔方程 |
| 2.5.1 量子点中统一的哈密顿表示式 |
| 2.5.2 不同取向斜能谷的坐标变换 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 CdTe/PbTe/PbSrTe量子阱中的Rashba分裂能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 CdTe/PbTe/PbSrTe量子阱中的电子分布 |
| 3.3.2 各能谷中基态Rashba分裂能 |
| 3.3.3 斜能谷中自旋分裂的各向异性 |
| 3.3.4 四带模型与12带模型计算结果比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 CdTe/PbTe异质结的扭转结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 实验 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 CdTe/PbTe(111)异质结的生长模拟 |
| 4.4.2 生长过程中的界面重构 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 扭转CdTe/PbTe(111)异质结中的二维电子气 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型和实验设计 |
| 5.2.1 理论模型 |
| 5.2.2 实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 扭转界面上的层间褶皱效应 |
| 5.3.2 扭转界面处的态密度 |
| 5.3.3 PbTe/CdTe(111)单一界面的带阶 |
| 5.3.4 PbTe(111)上CdTe薄膜的金属性 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结和工作展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 6.2.1 不同生长方式下的带阶参数 |
| 6.2.2 CdTe/PbTe(111)异质结中二维电子气的进一步研究 |
| 附录A: D_(3d)群的特征标和基函数表 |
| 附录B：计算CdTe/PbTe/PbSrTe非对称量子阱中自旋分裂能部分C++代码 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（10）低维结构中本征缺陷的原位动态表征与修复（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 本文主要工作及内容安排 |
| 2 绪论 |
| 本章概要 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 晶体中的本征缺陷 |
| 2.2.1 点缺陷(point defects) |
| 2.2.2 线缺陷(line defects) |
| 2.2.3 面缺陷(planar defects) |
| 2.3 透射电子显微学方法 |
| 2.3.1 透射电子显微镜的构造及原理 |
| 2.3.2 原位透射电子显微学研究晶体力学行为的两个例子 |
| 2.4 实验仪器与方法 |
| 2.4.1 透射电子显微镜 |
| 2.4.2 原位力学测试系统 |
| 3 本征缺陷的原位动态表征：单晶金纳米颗粒形变机理的原位观察和理论探讨 |
| 本章概要 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验结果及讨论 |
| 3.2.1 金纳米颗粒在单轴拉伸下的塑性形变 |
| 3.2.2 金纳米颗粒在非轴向拉伸下的赝弹性应变 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 本征缺陷的原位动态表征：一维金属纳米线微观形变机制及宏观力学性能初探 |
| 本章概要 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验结果及讨论 |
| 4.2.1 原位拉伸银纳米线的方法 |
| 4.2.2 银纳米线在单轴拉伸下的塑性形变 |
| 4.2.3 金纳米线宏观力学性能初探 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 本征缺陷的原位修复：多晶氧化锂纳米线力学行为的原位观察 |
| 本章概要 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验结果及讨论 |
| 5.2.1 原位制备多晶氧化锂纳米线 |
| 5.2.2 电子束辐照对多晶氧化锂纳米线力学行为的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 本征缺陷的原位修复：镁合金中纳米孔自愈合过程的原位观察及机制探讨 |
| 本章概要 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 实验结果及讨论 |
| 6.2.1 纳米孔的制备 |
| 6.2.2 纳米孔的自愈合过程 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、低维结构中的应变效应的研究（论文参考文献）
- [1]ZnO/MgZnO低维结构中的激子态与杂质态研究[D]. 曹鑫. 曲阜师范大学, 2021
- [2]BiFeO3薄膜结构与缺陷的像差校正透射电子显微学研究[D]. 耿皖荣. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [3]新型范德华材料的物性调控及其器件应用[D]. 王雨. 南京大学, 2020(10)
- [4]氮化物半导体GaN/AlxGa1-xN量子点异质结构中杂质态和激子态及其压力效应[D]. 李硕. 内蒙古农业大学, 2020
- [5]二维硼纳米片的热输运性质的调控[D]. 殷艳. 重庆邮电大学, 2020(02)
- [6]GaSb基材料的异质外延及物性研究[D]. 高娴. 长春理工大学, 2017(01)
- [7]钙钛矿氧化物低维结构光电特性与载流子动力学过程研究[D]. 息剑峰. 中国石油大学（北京）, 2017(02)
- [8]二维晶体和金属有机框架材料力电性能的物理力学研究[D]. 刘小飞. 南京航空航天大学, 2016(12)
- [9]PbTe/CdTe异质结构和界面电子态研究[D]. 金树强. 浙江大学, 2013(04)
- [10]低维结构中本征缺陷的原位动态表征与修复[D]. 郑赫. 武汉大学, 2012(05)