【摘 要】
：
近年来,二维铁磁材料由于其在自旋电子学领域中十分广阔的应用前景受到广泛关注.单层CrBr3是具有本征铁磁性的半导体,是自旋电子器件的潜在候选材料.然而,单层CrBr3的居里温度较低,限制了其在自旋电子器件领域的应用.本文基于密度泛函理论,研究了3d过渡金属(TM)原子(Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)掺杂单层CrBr3的磁学和电学性能.计算结果表明,TM原子掺杂后,体系总磁矩呈现先增加再减小的趋势.并且TM原子掺杂能够显著提高单层CrBr3的居里温度(TC),实现了铁磁稳定性的增
【机 构】
：
南京工业大学材料科学与工程学院,南京 211816;南京工业大学材料科学与工程学院,南京 211816;南京工业大学,江苏省先进无机功能复合材料协同创新中心,南京 211816
论文部分内容阅读
近年来,二维铁磁材料由于其在自旋电子学领域中十分广阔的应用前景受到广泛关注.单层CrBr3是具有本征铁磁性的半导体,是自旋电子器件的潜在候选材料.然而,单层CrBr3的居里温度较低,限制了其在自旋电子器件领域的应用.本文基于密度泛函理论,研究了3d过渡金属(TM)原子(Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)掺杂单层CrBr3的磁学和电学性能.计算结果表明,TM原子掺杂后,体系总磁矩呈现先增加再减小的趋势.并且TM原子掺杂能够显著提高单层CrBr3的居里温度(TC),实现了铁磁稳定性的增强.其中,Sc掺杂CrBr3体系的TC与本征CrBr3相比提高了159％.铁磁稳定性的增强归因于掺杂体系(TM-CrBr3)中直接交换和超交换相互作用之间的竞争.此外,依赖于不同的TM原子掺杂,TM-CrBr3体系表现出半金属性和自旋零带隙半导体性质.本文的研究结果为单层CrBr3在纳米电子和自旋电子器件中的应用开辟了新的前景.
其他文献
在传统弹簧-振子局域共振基础上,本文并联倾斜弹簧负刚度机构,提出一种新型的准零刚度局域共振型声学超材料板,以实现低频宽频带有效隔声.首先,从动力学角度推导准零刚度结构的归一化等效刚度;然后,基于等效介质法建立声学超材料板的隔声理论模型,并通过理论分析和数值模拟(有限元)结果,讨论其在正负等效刚度区的隔声效果;最后,为验证理论预测的准确性,制备准零刚度超材料板样件并采用阻抗管对其进行测试.结果表明:在正刚度区,增大弹簧的刚度比或预压缩量可显著降低超材料板的局域共振频率,如在10 Hz附近获得30 dB的传输
匹配场声源功率估计方法解决了传统球面波或柱面波假设下的声源功率估计方法受浅海波导效应影响较大的问题,但浅海波导环境不确定性会严重影响匹配场声源功率估计结果的准确性.本文定义声源功率估计性能环境失配敏感度,量化表示环境不确定时匹配场声源功率估计性能的损失,推导了声源功率估计性能损失与信道传递函数估计偏差的关系,利用信道传递函数估计值与理想值的模值偏差和夹角表示.在此基础上,研究了环境不确定性影响声源功率估计的机理,以及海水深度、海水声速和沉积层声速变化对声源功率估计的影响程度.研究表明,不同环境参数变化对信
在马赫6高超声速静风洞中针对长短轴比为4:1的钝头椭圆锥表面横流不稳定性进行了实验研究.综合利用温敏漆技术、基于纳米粒子的平面激光散射技术和Kulite传感器压力测试对模型表面横流区域内的温度分布、边界层流动结构以及模型表面压力进行了测试.研究了椭圆锥表面横流控制区域边界层转捩机理,来流单位雷诺数和攻角对边界层转捩的影响规律,得到以下结论:在风洞噪声模式下,长短轴比为4:1的椭圆锥模型表面中心线与前缘线之间横流区域的边界层转捩是由横流的行进波控制的,未发现横流定常涡的足迹,行进波的特征频率在20 kHz左
提出了一种结合大气声场模拟与中近程超压幅度衰减模型的爆炸声源能量估计方法,针对传统声源能量估计公式未能充分利用大气参数导致估计误差过大的问题,本方法通过对大气中传播损失的数值模拟,大大提高了大气参数对于声源能量估计的修正效果,提高对声源能量的估计精度.在地表化学爆炸实验中,使用300—2500 km距离的次声接收信号,对比了传统能量估计公式与基于大气声场模拟的能量估计方法对爆炸声源的能量估计效果.实验结果验证了相对于传统声源能量估计方法,该方法降低声源能量估计误差的有效性.
采用格子玻尔兹曼方法研究了含非对称障碍物微通道内气泡变形、分裂、上升速度、以及剩余质量比的变化规律.研究结果表明,首先,气泡在穿过通道的过程中变形加剧时其上升速度会减小.其次,随着E?tv?s数增加,气泡在穿过障碍物的过程中形变越来越严重,速度越来越大且通过时间越来越小.除此之外,随着气液黏度比增加,气泡变形更严重,上升速度显著增加,且气泡剩余质量比减少.另一方面,随着障碍物纵向距离增加,气泡通过障碍物的时间减少,而气泡的剩余质量比呈现近似不变-增加-减小-增加的变化趋势.再者,为了研究障碍物横向距离对气
利用三维经典系综模型系统研究了不同频率比的两同向旋转圆偏场中Ar原子的非次序双电离.数值结果显示,非次序双电离的概率随两圆偏场频率比的增加而增加.频率比为5时非次序双电离概率比频率比为2时的概率高出一个数量级.非次序双电离的轨道分析表明,再碰撞轨道主要以环形的短轨道为主,并且随着频率比的增加,电子碰前的旅行时间缩短.进一步分析发现,随着频率比的增加,碰撞激发电离机制对非次序双电离的贡献逐渐增大,而碰撞电离机制的贡献显著减小.这是因为对于较大的频率比,电子的返回能量更小,且碰撞时两电子的碰撞距离更大.
将液滴沉积在高于Leidenfrost温度的表面上,液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上,这使液滴具有惊人的移动性,通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正,实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10—40 cm/s)具有局限性.本实验构造Leidenfrost传热面和撞击面,Leidenfrost传热面用于悬浮液滴并为其提供足够的能量,当Leidenfrsot液滴(燃料)与撞击面(点火器)接触时,粗糙环的大量微/纳米腔不仅会向液滴产生额外的辐射热量,而且还会提供成核点以在约10 ms内触
采用空间一维速度三维的磁流体模型研究了电子的非麦克斯韦分布对具有二次电子发射的磁化等离子体鞘层特性的影响.假设鞘层中电子速度服从非广延分布,离子在具有一定倾斜角度的磁场中被磁化.通过建立自洽的磁流体方程,研究了电子非广延分布参数q及磁场强度和角度对等离子体鞘层玻姆判据、壁面悬浮电势、鞘边二次电子数密度、鞘层厚度、离子速度等的影响.研究表明,当电子速度分布偏离麦克斯韦分布时,非广延参数q值越大,玻姆判据的值越小,壁面电势越高,鞘边二次电子数密度增大,鞘层厚度减小,鞘层区域离子、电子数密度下降加快,且壁面附近
基于第一性原理计算方法,研究了二维XO2(X=Ni,Pd,Pt)的稳定性、弹性、电子结构和热导率.计算结果显示,二维XO2同时具备较好的机械和动力学稳定性.此外,二维NiO2,PdO2和PtO2的杨氏模量分别为124.69 N/m,103.31 N/m和116.51 N/m,泊松比分别为0.25,0.24和0.27,并呈现各向同性.电子能带结构表明,二维XO2(X=Ni,Pd,Pt)为间接带隙半导体,计算能隙分别为2.95 eV,3.00 eV和3.34 eV,且价带顶和导带底的能级主要由Ni-3d,Pd
由于冷却技术和合金非晶形成能力的限制,实验室难以得到大块非晶,而纳米液滴的快速冷却要相对容易,因此纳米液滴的模拟研究更容易得到实验的验证.本文运用分子动力学方法,模拟不同尺寸的Cu64Zr36纳米液滴在1.0×1012 K/s冷却速率下的凝固过程,并采用平均原子能量、双体分布函数、三维可视化和最大标准团簇分析等方法分析其微观结构的演化.对能量曲线和微观结构短程序特征长度的统计分析表明,所有纳米液滴的凝固过程都经历了液-液相变和液-固相变,最后形成了非晶态纳米颗粒.拓扑密堆(topologically cl