【摘 要】
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磁致伸缩材料在传感器、位移器件等领域应用前景广阔,对此类材料的制备与实验已成为研究热点,但使用分子动力学方法模拟其磁致伸缩过程中内部磁矩的演化仍缺乏相关研究.本研究以磁致伸缩材料铁单质为研究对象,采用分子动力学方法建立单畴铁单质磁致伸缩模型.分析了铁单质薄膜磁致伸缩行为随初始磁矩的变化,以及在磁场作用下微观原子磁矩的变化与宏观磁致伸缩之间的关系.结果 表明:模型磁化构型的演化与磁致伸缩行为有着密切联系,随着外加磁场强度增大,原子磁矩与外加磁场方向相同的区域面积逐渐增大,宏观表现为模型的磁致伸缩随磁场强度增
【机 构】
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北京工业大学材料与制造学部,北京100124
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磁致伸缩材料在传感器、位移器件等领域应用前景广阔,对此类材料的制备与实验已成为研究热点,但使用分子动力学方法模拟其磁致伸缩过程中内部磁矩的演化仍缺乏相关研究.本研究以磁致伸缩材料铁单质为研究对象,采用分子动力学方法建立单畴铁单质磁致伸缩模型.分析了铁单质薄膜磁致伸缩行为随初始磁矩的变化,以及在磁场作用下微观原子磁矩的变化与宏观磁致伸缩之间的关系.结果 表明:模型磁化构型的演化与磁致伸缩行为有着密切联系,随着外加磁场强度增大,原子磁矩与外加磁场方向相同的区域面积逐渐增大,宏观表现为模型的磁致伸缩随磁场强度增大而伸长,并最终达到饱和,而边界处的原子磁矩是模型是否达到饱和磁致伸缩的关键.
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钨是最具应用前景的面向等离子体候选材料,但核聚变堆内强烈的辐照环境会使钨的近表面区域产生辐照损伤,进而影响其关键的导热性能.本文构建了包含辐照损伤相关缺陷的晶体钨模型,并采用非平衡分子动力学的方法定量研究了这些缺陷对钨导热性能的影响.结果 表明,随中子辐射能量的增加,晶体内部留下的Frenkel缺陷数目增多进而导致钨的晶格热导率降低;间隙原子比空位更易于向晶界偏聚,且钨中的间隙钨原子与空位相比,使晶格热导率下降程度更大.纳米级氦气泡导致晶格热导率的显著降低,气孔率为2.1％时晶格热导率降至完美晶体的约25
本文主要在非马尔科夫环境中,在时变磁场和Dzyaloshinski—Moriya相互作用下,以最大纠缠态|ψAB)=1/√(|11>+|00>)作为信道,研究了具有各种参数的两比特海森堡XYZ模型的几何量子失协通过在非马尔科夫环境中的量子态扩散方法模拟了系统的几何量子失协随时间的演化关系.根据数值模拟结果显示:环境关联系数γ、自旋耦合系数.J和Jz、余弦磁场强度B、以及自旋一轨道相互作用都能影响系统几何量子失协的性质.当环境关联系数γ较小时,几何量子失协呈现出明显的上升趋势,可见非马尔科夫环境对系统的几何
文章计算了含有三种跃迁项(最近邻(NN)、次近邻(NNN)、次次近邻(NNNN)跃迁项)的扩展Su-Sehrieffer-Heeger(SSH)模型(模型i)的热力学特性.对仅含有二种跃迁项(NN、NNN跃迁项)的扩展SSH模型(模型ii)、仅含有一种跃迁项(NN跃迁项)的SSH模型(模型iii)也作了类似的计算.在低温下,每个模型都有相变且跃迁项的存在会降低相变温度.由于NNN跃迁项的存在,在极低温条件下,关于热容量与温度比(HCOTR)随温度变化的单调性,模型i与其它两个模型存在差异.在低温下,模型i
用电子冷却存储环(CSR)提供的能量为165 MeV/u的高能C6+脉冲束分别与Ti、V、Fe、Ni和Zn靶表面相互作用,测量了各靶辐射的K壳层X射线.结果 表明,实验探测到各靶的Kβ和Kα X射线均向高能区发生了不同程度的移动.经分析,X射线发生频移是由靶原子外壳层发生多电离引起的.通过计算各靶K壳层X射线的产生截面,发现该截面随原子序数的增加而减小.将各靶K-X射线产生截面的实验值分别与两体碰撞近似、平面波恩近似和ECPSSR理论值比较,发现现有理论与实验值存在偏差,要准确描述实验结果需要进一步修正.
本文考虑到原子的非简谐振动,应用固体物理理论和方法,研究了氧传感器多孔电极材料导电性能及热稳定性随温度和颗粒线度的变化规律,探讨原子非简谐振动和材料颗粒线度的影响.结果 表明:(1)多孔Pt电极材料的电导率随温度的升高而非线性减小;电导率随颗粒半径的增大而非线性增大;电导率随时间增长而减小,但变化极小;(2)多孔Pt电极材料的电导率远小于Pt纳米材料的电导率,也小于块状Pt电极材料的电导率,且颗粒越小,颗粒线度效应越显著;(3)电导率的温度稳定性系数随温度的升高和颗粒线度的减小以及表面层参数的增大而非线性
亚铁磁材料因具有反铁磁排列的子晶格磁矩而表现出诸多丰富的物理性质,在磁信息存储和逻辑领域具有广阔的应用前景.本文采用磁控溅射方法在热氧化的硅基片上制备了Pt/GdFeCo(t)/Pt多层膜,系统研究了亚铁磁GdFeCo厚度对多层膜的表面形貌、结构、磁性以及反常霍尔效应(AHE)的影响.结构测试表明薄膜表面粗糙度较小,且GdFeCo层为非晶态;实验中利用GdFeCo层厚度可有效控制Gd元素含量,从而调控GdFeCo趋近反铁磁态特性的磁矩补偿点;通过重金属强自旋轨道耦合效应(SOC)和非晶态亚铁磁薄膜面内压应
本文用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法,分别计算了四种V掺杂模型Mg2-xVxSi(x =0,0.25,0.5,0.75)的电子结构和光学性质,并对其能带图、态密度图和光学性质进行了分析.结果 表明,V掺杂之后会使Mg2Si由其原本的半导体性变为半金属性,在费米能级处出现了杂质能级,态密度图也显示V元素的3d轨道的贡献在费米能级附近占据主导地位,Mg2Si的光学性质随着V元素的掺入也发生了改变.该文为Mg2Si材料在电子器件和光学器件方面的应用提供了理论依据.
本文采用密度泛函理论,对Au2Ag和AuAg2团簇催化CO的氧化反应机理进行了系统的研究.对CO +O2→CO2+O和CO+O→CO2两个氧化反应,文中分别讨论了ER反应机理和LH反应机理,结果发现在CO+O2反应中倾向于LH反应机理,而在CO+O反应中则倾向于ER反应机理.此外,在完整的CO氧化反应中,Au2Ag团簇两个催化氧化反应过程中的势垒都很低,说明其有望成为良好的CO氧化催化剂.
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,对本征Mn4Si7以及Ge,Al单掺杂和共掺杂Mn4 Si7的晶体结构,能带结构,态密度以及光学性质进行了计算和分析.计算结果表明:本征态Mn4Si7的禁带宽度为0.810 eV,为直接带隙半导体材料,掺杂后晶体结构稍微变化,禁带宽度减小,且共掺杂时禁带宽度最小,电导率最好.Al以及Ge,Al共同掺杂时会产生杂质能级.掺杂后光子能量向低能级方向移动,光电导率,光吸收,反射系数都有所增大,说明掺杂改善了Mn4Si7的光学性质,从而可以提高光伏发电效率.
采用基于第一性原理的全势能线性缀加平面波方法计算闪锌矿结构CaC和SrC的电子结构.计算结果表明,锌矿结构CaC和SrC是自旋向上电子为非金属性的半金属,其半金属隙分别为0.83 eV和0.81 eV.磁性的计算分析表明,CaC和SrC的晶胞总磁矩都为2.00μB,C的原子磁矩较强,Ca和Sr的原子磁矩较弱.使晶格均匀体形变△a/a0限于±15％,在此范围内计算CaC和SrC的电子结构.计算研究表明,当闪锌矿结构CaC和SrC的晶格常数分别为0.490 nm-0.661 nm和0.539 nm-0.707