基于II-VI族半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)光探測(cè)器內(nèi)在物理機(jī)制和性能研究
主要作了以下幾方面探索:
在低維納米結(jié)構(gòu)的合成、納米光電器件制造與性能分析方面有良好的研究基礎(chǔ)。在納米光電器件方面,長(zhǎng)期從事納米光電器件的研究與開發(fā),已經(jīng)成功地合成了一系列納米結(jié)構(gòu)以及它們異質(zhì)和復(fù)合納米結(jié)構(gòu),如TiO2、ZnO、ZnS、ZnS/ZnO 等,并在此基礎(chǔ)上制造了基于單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的光電器件,測(cè)試了其性能。其中發(fā)表在國(guó)際頂尖一區(qū)期刊《Advanced Materials》上的論文被美國(guó)加州大學(xué)、中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、澳大利亞昆士蘭大學(xué)等相關(guān)課題組報(bào)道,被《Nature Communications》、 《Advanced Materials》、《Advanced Function Materials》、《Scientific Reports》等國(guó)際著名刊物引用達(dá) 123 次;發(fā)表在國(guó)際頂尖一區(qū)期刊《Advanced FunctionMaterials》上的論文被北京大學(xué)、清華大學(xué)、香港理工大學(xué)、臺(tái)灣國(guó)立大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、日本東北大學(xué)、美國(guó)華盛頓大學(xué)等國(guó)際名校相關(guān)課題組報(bào)道,被《Advanced Materials》、《Advanced FunctionMaterials》、《Scientific Reports》、《Energy & Environmental Science》等國(guó)際著名刊物引用達(dá) 62 次。
在YBa2Cu3O7-δ/ La1-xCaxMnO3氧化物超導(dǎo)與鐵磁雙層結(jié)構(gòu)中,觀察到磁相關(guān)的近鄰和耦合效應(yīng)。證明了超導(dǎo)層中的邁斯納電流與磁層耦合提供的磁場(chǎng)之間存在的相互作用,并明確了來(lái)自于超導(dǎo)層的空穴電荷傳輸?shù)椒磋F磁層內(nèi),使得在靠近超導(dǎo)層的反鐵磁薄層內(nèi)電荷的重新分布,進(jìn)而發(fā)生了鐵磁性轉(zhuǎn)變的物理機(jī)制。在錳氧化物和銅氧化物組成的鐵磁/超導(dǎo)/鐵磁/反鐵磁異質(zhì)結(jié)中觀察到大的負(fù)磁阻峰,這是在接近超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度附近的混合態(tài)所具有的獨(dú)特現(xiàn)象,是自旋相關(guān)的界面散射的實(shí)驗(yàn)證據(jù);另外,我們還發(fā)現(xiàn)該類氧化物鐵磁/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)中系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)磁阻峰即隨溫度變化,其磁阻峰發(fā)生正、負(fù)性逆轉(zhuǎn)的奇特效應(yīng),這是YBa2Cu3O7-δ正磁阻和La0.7Sr0.3MnO3負(fù)磁阻相互競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。其次,利用飛秒激光泵浦探測(cè)技術(shù)對(duì)YBCO/LCMO 異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了泵浦探測(cè),觀測(cè)了低溫下鐵磁序和超導(dǎo)序的競(jìng)爭(zhēng)情況,為進(jìn)一步研究 YBCO/LCMO 的近鄰效應(yīng)打下了基礎(chǔ)。
在 具 有 不 同YSZ(yttria-stabilized zirconia) 摻 雜 量 的YBCO/YSZ 準(zhǔn)多層膜中觀察到 YSZ 摻雜薄膜發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致了具有納米數(shù)量級(jí)鈣鈦礦異質(zhì)相BaZrO3粒子的形成。BaZrO3粒子的形成促使了晶格的不匹配以致沉積中形成了c-軸關(guān)聯(lián)的缺陷。角度相關(guān)的J c (H,T)在 H//c區(qū)域附近出現(xiàn)的二次峰揭示了c-軸關(guān)聯(lián)缺陷的存在?;诟飨虍愋源磐ㄡ斣碚摚覀兎蛛x了各向同性釘扎和各向異性釘扎對(duì)臨界電流密度的貢獻(xiàn)。分析表明所研究的準(zhǔn)多層膜中產(chǎn)生了各向異性的缺陷,由此形成強(qiáng)釘扎中心,使得準(zhǔn)多層膜在高場(chǎng)下仍具有較高的臨界電流密度。
應(yīng)用唯象含時(shí)Ginzburg-Landau 理論并使用有限元方法研究了二維、三維介觀超導(dǎo)體的渦旋態(tài)性質(zhì)。對(duì)于具有不同形狀和不同方向外場(chǎng)作用下的介觀超導(dǎo)體中觀察到了渦旋管交叉纏繞現(xiàn)象。其次,通過(guò)對(duì)電流驅(qū)使下的含弱連接的介觀超導(dǎo)帶的分析,觀察到了介觀超導(dǎo)帶磁化強(qiáng)度隨時(shí)間的周期性變化。另外,在我們所研究的小超導(dǎo)環(huán)中出現(xiàn)了穩(wěn)定多渦旋態(tài)。隨著內(nèi)半徑的增長(zhǎng),我們發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定基態(tài)的(l:L)和(2:L)多渦旋態(tài)現(xiàn)象。
該項(xiàng)目已獲上海市自然基金項(xiàng)目立項(xiàng)支持。
上海電力大學(xué)
2021-04-29