一、反铁磁/非磁结构的磁极化激元色散关系（论文文献综述）
孙慧敏,何庆林[1]（2021）在《层状磁性拓扑材料中的物理问题与实验进展》文中指出层状磁性材料与拓扑材料的交汇点同时结合了二者的优势,形成了在最小二维单元下同时具有磁序和拓扑性的材料体系,即层状磁性拓扑材料.这类材料的电子结构中可能存在狄拉克点、外尔点、节线等具有螺旋性或手性的拓扑电子态,同时涵盖了绝缘体、半金属和金属等的材料分类,导致新物性、新现象成为可能,因此引起了广泛的关注.本文主要以具有层状结构的本征磁性拓扑绝缘体、磁性外尔半金属、磁性狄拉克半金属等为例简要综述磁序与拓扑序之间的相互作用和近期部分的重要实验结果.此交叉材料领域方兴未艾,候选材料仍然非常缺乏,亟待进一步的开发和研究,是当前一个富有挑战的凝聚态物理前沿.
许涌,张帆,张晓强,杜寅昌,赵海慧,聂天晓,吴晓君,赵巍胜[2]（2020）在《自旋电子太赫兹源研究进展》文中提出太赫兹频段在电磁波谱上位于红外和微波之间,兼具宽带性、低能性、高透性、指纹性等诸多优势特性,在航空航天、无线通信、国防安全、材料科学、生物医疗等领域具有重要的应用前景.太赫兹科学与技术的发展和应用在很大程度上受限于源的水平,新型太赫兹辐射源的机理研究和器件研制至关重要.自旋太赫兹发射不仅从物理上提供了操控飞秒自旋流的可能,而且有望成为下一代超宽带、低成本、高效率新型太赫兹源的优选.本文系统地综述了自旋电子太赫兹源的发展历程、实验装置、发射机理、材料选择,以及前景展望,重点介绍了飞秒激光诱导的超快自旋流、铁磁和非磁界面的自旋电荷转换以及太赫兹发射等物理机制方面的研究进展.本文还分别介绍了基于重金属、拓扑绝缘体、Rashba界面和半导体等体系的自旋电子太赫兹源.
刘亮[3]（2019）在《纳米体系自旋电子结构的调控》文中研究表明信息记录和存储是文明延续的根基。磁性硬盘存储技术廉价、稳定,承担起现代社会绝大部分信息存储的任务。传统磁存储技术利用电流产生的磁场操纵磁矩朝向以记录二进制数据,难以避免电流的热效应与能量耗散问题。本论文从纳米体系的自旋电子结构的角度探讨了两大类利用非电流手段调控磁性的物理过程:电场调控纳米体系的磁性,以及利用拓扑绝缘体边缘的纯粹自旋流对磁矩进行翻转。首先,我们基于密度泛函理论,研究了几种着名纳米系统（包括磷烯、六方氮化硼单层、单层氧化镁条带）中的电控磁现象。这些纳米系统的各种磁属性（包括磁矩大小、交换耦合、居里温度、半金属性等）都可以通过电场有效调控。根据这些发现我们提出了多种全新的电控磁机理,可以有效克服以往电控磁途径的缺点。其次,我们预言了一种新的拓扑绝缘体:二维铅锡合金。模拟计算结果表明该体系可以在常温下稳定工作。并且该体系具有极大的体内能隙,可以有效抑制体内漏电,产生纯度更高的自旋流,为实现更高效的自旋转移转矩磁性随机存储器件提供了备选平台。本文的工作为未来低能耗磁信息记录技术的发展指明了道路。同时,也增加了人们对低维系统中的特殊自旋电子结构的基本认识。第一章对磁性调控的研究背景做了简要介绍。对于电场调控磁性,我们按照体系的空间对称性,把目前人们发现的电控磁现象做了归类。按照各自的归类,我们讨论了各种电控磁现象背后涉及到的物理机制,对比了它们在实际应用中的特点。同时,我们也简要讨论了基于自旋转矩效应的磁随机存储器的物理原理,归纳对比了目前人们实现自旋转矩的几种主流手段。最后,我们总结了前人在这两大类磁性调控,即电场控磁和自旋转矩控磁中遇到的困难和挑战。针对这些问题,我们提出了解决方案。第二章介绍了求解量子多体系统的几种主要的理论模型。我们首先讨论了基于多体波函数的Hatree-Fock模型,从微扰论的角度指出了该近似理论的物理图像以及由于近似带来的失真部分。然后我们讨论了密度泛函理论,包括基于体系总电子密度的Thomas-Fermi模型和基于单电子密度的Khon-Sham模型。其中,Khon-Sham密度泛函理论也是本论文研究主要采用的理论工具,因此,我们对该模型的关键部分做了具体的理论推导和分析。包括交换关联泛函的具体表达式极其对应的近似图像、投影缀加平面波形式的赝势方案、以及自洽场方法。我们对比了各种不同交换关联泛函的优缺点,并且对未来密度泛函理论的发展方向进行了一些展望。第三章研究了黑磷纳米条带的边缘磁性和自旋电子结构,以及外加电场对体系的调控。我们发现半满的边缘态会使体系的空间平移对称性自发破缺,形成二聚化的边缘结构。基于HSE06杂化泛函的密度泛函理论计算表明,二聚化重构对磁性具有深刻的影响,使体系出现多个不等价的反铁磁有序。纳米条带的两条相对边缘通过扩展波函数进行耦合。在足够宽的条带内部,边缘扩展态衰减到忽略不计,以至于两对边之间的耦合非常微弱,几种不等价的反铁磁态对应的能量几乎简并。给体系施加横向电场后,系统原本的C2v对称性破缺,依据反铁磁序的不同,体系可能发生半导体-导体转变,或者半导体-半金属转变。体系变为金属态之后,外加电场将会在边缘产生极化电荷,对边缘磁矩进行调控。这个工作不仅拓展了我们对纳米体系边缘磁性的基本认识,也大大扩展了磷烯在未来自旋电子器件中的潜在应用价值。第四章研究了六方氮化硼纳米条带中的电场调控磁性。我们指出极化电荷与边缘态的局域性决定了氮化硼纳米条带的磁性。通过外加电场,锯齿边缘与扶手椅边缘的磁性都能够得到有效的调控。特别地,外加电场可以驱使扶手椅边缘实现无磁性-铁磁性的转变,发挥磁性开关的作用。我们还考虑了对边缘进行化学修饰,例如氢化,氟化,羟基化等,我们发现,经过修饰的结构也都可以实现电场引导的无磁性-有磁性相变。因此,外电场诱导的扶手椅边缘的铁磁开关是一个非常稳定的现象,容易在实验中得到实现。我们还把扶手椅条带的布洛赫波函数投影到了瓦尼尔函数空间中,建立了有效Hubbard模型,该模型的平均场解也可以给出电场下系统从无磁性态到铁磁性态的相变。为了研究有限温度下磁性的行为特征,我们采用唯象Landau-Ginsburg序参量模型对Hubbard有效哈密顿量进行展开,经过蒙特卡洛模拟,我们发现外加电场也可以有效地调控边缘磁性的居里温度。最后,我们研究了拉应变对锯齿边缘磁性的调控,由于介电效应,拉应变实际上改变了内建电场的大小,从而实现了内建电场对磁性的调制。该工作揭示了氮化硼纳米条带在未来自旋电子应用中的前景,还提出了许多全新的低维体系中的磁电耦合机理,在纳米条带边缘磁性的调控上走出了重要的一步。第五章研究了具有锯齿边缘的氧化镁纳米条带（Z-MgONRs）中的电控磁性现象和磁交换的机理。我们发现,锯齿条带的镁边缘和氧边缘都具有磁性,并且它们磁矩的大小取决于边缘极化电荷的数量和边缘态密度的自旋极化率。外加横向电场可以对边缘极化电荷进行线性调控,因此也可以调制边缘的磁矩大小。我们建立了有效紧束缚哈密顿量来研究体系的交换耦合特性,并以此得到了系统的单粒子格林函数。根据磁力理论,我们计算了各个边缘的交换作用系数,我们发现氧边缘的交换相互作用以铁磁为主,且耦合的距离非常短。而镁边缘则显示出类似于RKKY机理的长程振荡型耦合模式。这些交换耦合系数同样也可以被外加电场调控。最后,我们对传统的沃尔夫-蒙特卡洛算法做了一些改进,使其可以适用于包含长程耦合与反铁磁耦合的系统,改进后的算法在相变点附近的具有非常高的计算效率。运用该算法的一系列蒙特卡洛模拟结果表明,外电场也可以有效地调控氧边缘的居里温度。以上发现不仅揭示了Z-MgONRs在未来自旋电子学中的应用潜力,还为Z-MgONRs提供了完整自洽的交换耦合机理与电控磁机理,扩展了我们对低维磁性的认识。第六章中,我们设计了一种具有六方晶格与褶皱蜂窝结构的二维铅锡合金薄膜（PbSn）,并研究了它的拓扑自旋电子结构。我们发现,单纯的PbSn是拓扑平凡的,通过表面氢化或者衬底效应可以将其转变为拓扑非平凡相。声子谱和400K下的分子动力学模拟计算证明,吸附氢的金属薄膜H-PbSn具有非常好的动力学稳定性与热稳定性。该体系中强烈的自旋轨道耦合作用开启了约0.7电子伏的巨大体内能隙。这些特点表明H-PbSn是在室温下实现量子自旋霍尔效应的稳定平台。同时,系统巨大的体内能隙可以有效抑制体内漏电,从而实现高纯度的边缘自旋流,为实现效率更高发热更少的自旋转移转矩磁存储器带来了希望。同时,为了计算出了 H-PbSn在各种边缘条件下的的边缘态,我们发展并改进了表面格林函数的计算方法,用以考虑表面吸附氢原子钝化的情况。该算法的收敛性极高,适用性也非常广泛,使表面或界面附近的计算结果更为准确。
冉柯静[4]（2019）在《Kitaev量子自旋液体材料α-RuCl3的中子散射研究》文中研究指明量子自旋液体是一种因存在强量子涨落使得体系即使到绝对零度也无法建立长程磁有序的新奇量子态。该体系不存在自发对称性破缺与局域序参量,不能用朗道相变理论进行描述;自旋间长程关联形成量子纠缠,并存在着非阿贝尔统计的任意子激发,可被用于量子计算。另外,有观点认为通过掺杂量子自旋液体可以得到高温超导,因此对量子自旋液体的研究也有助于人们对高温超导电性起源的进一步了解。在量子自旋液体的众多分类中,Kitaev量子自旋液体作为其中一个重要的理论模型,因其独有的新奇物理特性,表现出了颇高的研究价值。Kitaev模型是一种建立在二维六角蜂窝状格子上的自旋1/2理论模型,该模型具有拓扑序,可进行严格求解。更有意思的是,体系内存在着分数化激发:Majorana费米子与Z2规范场。因此,寻找到真实的Kitaev量子自旋液体材料并对其进行研究不仅在基础科学领域有着重大的研究意义,也在量子通讯、量子信息等方面有着很高的应用前景。近年来,人们发现Mott绝缘体中晶体场、自旋轨道耦合与电子关联作用产生的组合效应可以实现各向异性Kitaev相互作用。因此,具有4d轨道电子的Mott绝缘体α-RuCl3成为了Kitaev量子自旋液体的主要候选材料,寻找该材料中的Kitaev物理与量子自旋液体激发的理论及实验研究呈井喷之势层出不穷。磁激发性质是判断一个材料是否为量子自旋液体的重要判据,通过中子散射技术探究量子自旋液体材料中新颖自旋态及其对应的分数化激发具有其他实验手段不可替代的优势及必要性。本文主要利用非弹性中子散射实验对Kitaev量子自旋液体候选材料α-RuCl3中的新颖磁激发进行研究。主要研究内容及结论如下:1.非弹性中子散射实验对α-RuCl3中自旋波激发的研究。我们利用气相输运法生长出高质量α-RuC13单晶并进行结构及物性表征。利用弹性中子散射实验确认了该材料的磁有序基态为锯齿序（Zigzag）态,并首次对α-RuCl3单晶进行了非弹性中子散射实验,得到了位于高对称点M点（0.5,0,0）附近的自旋波激发色散谱。通过将从第一性原理出发基于线性自旋波理论的结果对实验获得的自旋波色散谱进行拟合,并得到了符合实验结果的动力学参数——K=-6.8 meV,Γ=9.5 meV。我们发现该体系哈密顿量中各向异性Kitaev项K与非对角项r项的数值远大于海森堡项J,首次在实验中验证了用K-r模型来描述这个体系的正确性。该研究证实了真实材料中Kitaev相互作用的存在。2.利用极化中子散射实验确认α-RuCl3中量子自旋液体激发模式的存在。有模型及中子散射实验提出该材料布里渊区的中心,即r点存在满足分数化激发特征的连续谱激发。然而普通的非弹性中子散射实验在测到布里渊区中心时会存在一些与原子核散射带来的非相干散射造成较大的背景,这种背景信号也是各向同性分布在较大动量空间,使得无法判断连续谱是否存在分数化激发的贡献。极化中子散射可以通过测量不同通道的翻转自旋有效地将核散射与磁散射进行区分。因此,我们利用极化中子散射实验探测位于r点附近的量子自旋液体激发,确定在Γ点附近确实存在与温度无依赖关系的磁激发信号,给出了分数化激发存在的重要实验证据。3.外加磁场下α-RuCl3中新奇物理性质的研究。即使α-RuCl3中存在Kitaev相互作用且占据主导地位,但整个材料基态仍然是锯齿状磁有序态,而纯量子自旋液体中不存在磁有序。因此,我们利用外加磁场对α-RuCl3单晶进行量子相的调控,发现一个平行于ab面内的外加磁场可以抑制掉该体系的磁有序,在Bc～7.5 T时磁有序被完全抑制,之后会出现一个新的无序相。我们结合核磁共振、极低温热导与非弹性中子散射实验对该材料磁场下的相图进行了系统研究:核磁共振实验与极低温热导结果证明了磁有序被抑制后的无序相为量子自旋液体相。中子散射实验得到了磁场下的能隙演变相图,发现在临界场BC附近一定区域内存在无能隙磁激发,磁场继续增大则能隙重新打开进入新的相区。
黄枭坤[5]（2018）在《3d过渡金属氧化物中磁相变的理论研究》文中研究表明在过渡金属氧化物的研究中,磁相变是一个非常重要的现象。磁相变包括磁性离子自旋状态的改变以及离子磁矩有序结构的转变。磁相变反映了各种能量竞争关系的变化。而这个竞争关系是由电荷密度、键长、键角、晶体对称性等非常多的物理因素决定的。因此,人们可以通过应力、掺杂、温度、外场、界面工程等手段来使材料的磁性产生变化。另一方面,磁相变意味着整体电子结构也发生了改变,那么材料的热学、力学、光学、电学性质也将产生一系列的调整。因此,对磁相变的解密可以帮助理解材料其他宏观物性的变化。这两点便是本博士论文研究的出发点。本博士论文对两类3d过渡金属氧化物中的磁相变进行了理论研究,一类是Bi2A2Co2O8（A=Ca.Sr,Ba）系列层状材料,这类材料近年来因其出色的热电性能受到了广泛关注,但其电子结构的理论研究则处于相对欠缺状态。另一类是两种ABO3型钙钛矿材料通过界面工程复合而成的多铁材料,这类材料被认为是极具应用潜力的多铁材料,实验方面的研究已非常充分,但理论上的研究仍存在不足之处。我们使用第一性原理计算作为主要研究手段,通过比较不同磁结构的能量来确定体系的基态以及可能发生的磁相变行为。以磁相变为切入点,我们解释或者预言了实验上观察到的各种物理现象。本博士论文分六章。第一章先以ABO:3型钙钛矿材料作为讨论背景,介绍了过渡金属氧化物磁性研究中所用到的基本概念和常见模型,随后介绍了两类过渡金属氧化物的研究背景和现状。第二章介绍了第一性原理计算的理论背景。第三到第五章分别阐述了博士阶段的三个主要工作。最后在第六章中做了简单的总结,并提出对未来研究方向的展望。本博士论文三个主要工作的概要如下:（1）我们理论解释了Bi2A2Co2O8（A=Ca,Sr,Ba）（BACO=BCCO,BSCO,BBCO）系列材料依赖于晶格常数的电输运性质。BACO系列材料在A离子半径增大或者温度升高的过程中会经历绝缘体-金属相变。在其相变温度附近,人们观测到了比热曲线的峰值会被磁场抑制住的现象。这说明了电输运性质的转变是和磁性自由度有着内在关联的。考虑到LaCOO3曾因Co3+离子的自旋态转变而经历了绝缘体-金属相变,我们猜想,在BACO体系中也有着类似的物理机制。我们使用LSDA+U方法对BACO中的一系列可能的自旋态和磁序结构进行筛选,最终得到了基态的两种可能性,分别为强关联低自旋绝缘态和中低自旋混合自旋金属态。低自旋绝缘态解释了BCCO和BSCO在低温时的绝缘性。晶格常数增大后,晶场劈裂降低使Co3+离子进入混合自旋金属态,解释了BCCO和BSCO升温后的绝缘体-金属相变以及BBCO全温区的金属性。混合自旋态所涉及到的自旋涨落同时解释了被磁场抑制的比热峰等一系列物性,其六角对称的磁结构也符合ARPES测量得到的费米面的对称性。（2）我们理论解释了 Bi2Sr2CO2O8纳米片系统依赖于厚度的电输运性质。实验表明Bi2Sr2Co2O8纳米片在厚度为1-3层时,在0-300K范围内始终表现为绝缘体,厚度为4层的纳米片在140K时表现出绝缘体-金属相变。通过计算我们证实了Bi2Sr2Co2O8纳米片体系的绝缘体金属相变来源于低自旋绝缘态到混合自旋金属态的转变。我们计算了各厚度纳米片的两态能量差,并将能量差和相变温度作线性标度。我们发现纳米片厚度增加时,能量差减小,对应的相变温度则降低。估算得到4层纳米片的相变温度为156K,和实验（]40K）符合的很好。而所预测的厚度小于4层的纳米片的相变温度在300K以上,如果有实验在300K以上对该体系进行测量,便可以验证我们理论的正确性。（3）我们研究了单层SrMnO3置于BaTi03铁电衬底上的复合结构中的磁性重组现象。使用铁电铁磁复合结构来实现磁电耦合效应是目前最为流行的人工多铁材料设计方案。掺杂的锰氧化物（LAMO）薄膜因其丰富的相图和对电荷涨落的敏感性而常被选择为磁性层。但选择LAMO薄膜在理论研究时会出现两方面问题。一方面,实验表明铁电衬底对磁性层的电荷调制作用长度为1个原胞层左右,因此磁性膜中的电荷分布具有不均匀性,使得其磁序可能非常复杂。另一方面,厚度小于10原胞层的掺杂薄膜非常容易发生安德森局域化,从而实际输运性质和理论计算结果又有很大的不符。而单层SrMnO3是一个无掺杂的均匀电子系统,避免了这两方面问题。我们对单层SrMnO3/BaTiO3复合结构的计算结果表明,BaTi03的铁电极化从指向SrMnO3翻转到反向的过程中,SrMnO3可以发生铁磁金属态到最近邻反铁磁绝缘态的相变。我们的研究为磁电多功能器件的设计提供了新的思路。
於文静[6]（2018）在《磁光材料复合体系的古斯汉欣效应、光学非线性及动力学行为》文中认为目前对于磁光材料光学特性的研究十分热门,以磁光材料为研究背景的磁光器件在光信息处理、光纤通信和计算机技术,以及工业、国防、宇航和医学等领域都有广泛的应用。同时,光学双稳也是非线性光学领域研究的热点之一,在非线性光学器件方面有着很大的潜在应用价值,比如全光开关、低功率的激光发射器、非线性光学二极管等等。本文主要研究了磁光材料的古斯汉欣效应以及磁光等离子体复合材料体系的非线性光学响应及动力学行为。具体研究内容可分为以下几个方面:1.磁场调控的钇铁石榴石薄板的古斯汉欣位移研究了正入射以及斜入射情况下钇铁石榴石（YIG）薄板的反射和透射光束的古斯汉欣（GH）位移。研究表明:磁光（MO）材料的非互易性不仅导致了垂直入射情况下出现非零的反射位移,还会破坏斜入射情况下反射和透射位移的对称性。在对应于最小反射率和全反射的两个特征频率附近,分别得到了正入射反射位移的渐近行为。此外,我们还讨论了斜入射情况下两种负反射位移（NRS）的共存。我们证明了位移从正到负的转变可以通过调节外加磁场的大小、入射波的频率以及板的厚度和入射角的大小来实现。最后,考虑到实用性,我们还重点探究了两种特殊情况:全反射时的反射位移和全透射时的透射位移。最后进行了数值模拟,以验证解析结果。2.磁光超材料中磁性表面等离激元诱导的增强的垂直入射古斯汉欣效应研究了由铁氧体纳米线组成的阵列结构的超材料在垂直入射情况下的古斯汉欣效应。提出了一种新的有效介质近似转换方法（TEMA）,并基于该转换理论得到了磁光超材料的有效参数。证明了当该复合体系具有较小的等效介电常数时,在磁性表面等离激元（MSP）共振附近,可以得到全反射时产生的“巨大的”垂直入射古斯汉欣（NIGH）位移以及增强的磁性转换效应。此外,我们还进行了数值模拟,所得结果与通过变换的有效介质方法所算得的结果吻合得很好。3.磁光等离子体核壳颗粒的磁控的光学双稳提出了在由磁光壳层和非线性金属核组成的包覆型纳米球体系中一种利用外加磁场调控光学双稳行为的机制。我们证明了这种纳米结构在表面等离子体共振波长附近表现出典型的双稳态现象,并且可以通过外加磁场B进行修正。我们数值证明,只有当金属核体积分数大于临界值ηc时,光学双稳态才会存在。此外,双稳态行为依赖于入射光的偏振态和外加磁场。外加磁场不仅可以增加（或减小）上下限阈值,而且可以改变临界体积分数。这种磁调控的光学双稳态的纳米结构可以被用来设计非线性光学器件,如光学纳米转换器、纳米传感器等。4.非线性磁光等离子体纳米颗粒的光学三稳以及超快Fano开关研究了一种由克尔（Kerr）型非线性等离子体壳层和磁光材料核所组成的核壳结构磁光等离子体纳米颗粒的光散射。这种结构具有两个等离子体振子偶极模,分别与壳层内、外表面的电子振荡相关。在一个非线性系统中驱动,每一个模式都会表现出双稳态响应。内在的等离子体模式对应的双稳会导致体系在该稳态和Fano共振之间切换（即Fano开关）。一旦外部光线强度超过临界值时,两本征模式的双稳区相互重叠,从而导致光学三稳态,即对于一个给定的波长和光强体系具有三个稳定状态。我们还建立了一个关于非线性各个稳态之间相互转换的动态理论,并且估算出了特征转换时间约为0.5 ps。此外,我们发现对于左/右旋圆偏振的入射光,磁光效应会引起Fano线型在频谱中发生蓝/红移,使得该Fano开关对于光偏振十分敏感。具体来说,一个对于右旋圆偏振入射光能实现转换机制的Fano开关,对于左旋圆偏振光该转换功能失效。该结果在纳米光子学的应用中可用于一类由磁场调谐的超快Fano转换器。
张凯旋[7]（2018）在《锰氧化物低维结构的物性调控及外尔半金属的拓扑性质探索》文中提出凝聚态物质中奇异的电子行为通常可以激发一系列有趣的量子行为和层展现象。钙钛矿锰氧化物是一种典型的强关联体系。由于自旋、电荷、晶格和轨道等自由度的耦合,锰氧化物具有丰富的电子相图和物理性质,其中电子相分离是其最重要的物理特性之一。本文主要通过维度、金颗粒覆盖和光照对低维锰氧化物实空间的电子相分离进行调控,从而调制其磁学和输运行为。另一方面,近年来Weyl半金属由于其动量空间独特的拓扑电子结构受到研究人员的广泛关注,本文通过角分辨光电子能谱、电输运等手段研究了第二类Weyl半金属WP2的拓扑性质。本论文主要分为以下几个部分:第一章,我们首先介绍了钙钛矿锰氧化物的晶体结构和畸变、理解其磁学和电子行为的几种主要物理机制和目前关于其电子相和物性调控的研究进展;然后简单介绍了拓扑半金属特别是Weyl半金属的拓扑保护性、手性、分类及其特有的指纹效应:费米弧和手性反常。第二章,我们利用单晶La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3（LPCMO）/MgO核壳结构纳米线作为模型系统,证明了对电子相分离锰氧化物体系的极端准一维限域极大地增强了输运的敏感性,甚至可以探测到体系中的磁扰动,也即绝缘母体中的磁纳米液滴态,这是铁磁金属相的一种前驱相。更有意思的是,准一维限域甚至可以调节电子相的竞争从而在低温下稳定绝缘畴,使其充当隧穿层形成内禀的隧穿结结构。这种隧穿效应在磁场高达14 T时仍然可以存在,因此从根本上调制了经典的一维逾渗图像,稳定了一种新颖的量子逾渗态。我们的研究结果启发了通过维度控制来理解和调控电子相分离及其对应磁输运行为的新视角和新思路,因此也为电子器件应用提供了巨大的可能性。第三章,我们研究了 Au纳米颗粒和光照的合作效应对LPCMO薄膜输运性质的影响。Au纳米颗粒通过夺取LPCMO薄膜中的氧原子来引入局域的绝缘畴,从而在低温下产生非逾渗态。紧接着当激光照射到样品上时,非逾渗态可以被调节回逾渗态且具有非易失性。并且,这种光照诱导的逾渗态可以很容易通过热循环擦除。我们的研究进一步促进了锰氧化物中相互竞争的电子相相关的图案设计工程的实现。这种新颖的调控电子相的途径将加深对不同电子相之间共存和竞争的理解,进一步激发新颖功能器件的设计和应用。第四章,我们通过角分辨光电子能谱测试首次在WP2单晶的（021）面上发现了非常长且直的费米弧。电输运测试在低温下发现了蝴蝶型的各向异性磁阻,且认为其来源于各向异性的领结型的电子费米面。更为重要的是,我们通过角度依赖的SdH量子振荡揭示了一个高度可调的贝里相,且认为其来源于动量空间的拓扑奇点,即磁单极子或者能带简并点。我们的研究结果不仅激发了对于Weyl半金属的拓扑和费米电子性质的深度理解,也为拓扑电子器件和费米电子器件的设计应用提供了更多的可能性。
梁红[8]（2015）在《磁性物质/金属结构线性及非线性光学效应理论研究》文中研究指明磁性物质的线性及非线性效应来源于磁性物质对磁场的响应。对磁性物质的线性及非线性研究可以从其动力学磁化入手,求出其线性及非线性磁化率,找出其共振频率区间,并在此基础上进一步研究磁性物质的线性及非线性效应。铁磁性物质的共振区间处于微波频段,可以用来加工微波器件,典型的反铁磁材料的共振频率处于THz区间,可以用来加工THz信号。一般情况下反铁磁体的非线性效应比较弱,激发其非线性效应需要入射光具有很高的光强,现有的光源很难实现,因此,在现有光源的基础上设法提高磁性体系线性及非线性效应是一项很有意义的课题。目前,二次谐波技术及和频与差频技术是实现频率上转换和下转换的方法,也是产生新光源的常用手段。本文初步建立了反铁磁体和频及差频的二阶非线性理论,构造了磁性物质/金属结构,从理论上研究了法拉第旋光效应、克尔效应等线性磁光效应及和频生成、差频生成等二阶非线性光学效应,探索了可以提高线性效应及增强反铁磁膜和频与差频转换效率的方法。本文所研究的反铁磁非线性效应基于反铁磁磁矩和电磁波间的偶极相互作用而非传统非线性光学理论的非线性极化。主要研究方法、过程及结果如下:1.计算了反铁磁体非线性二阶和频及差频磁化率。选取了一种典型的双子格反铁磁结构模型,在课题组前期工作的基础上,首次计算了有外场且两束电磁波倾斜入射时,反铁磁二阶和频及差频非线性磁化率。得到了显函数形式的有外场存在时反铁磁体二阶非线性和频及差频磁化率的表达式,为进一步研究反铁磁体系非线性现象奠定了理论基础。2.详细地讨论了由铁磁性材料/金属构成的一维及二维光子晶体结构的磁光效应。铁磁材料为铋铁石榴石（BIG）,金属为相对吸收系数较小的贵金属银（Ag）。在BIG/Ag一维磁光子晶体结构中,主要研究了法拉第效应。研究结果表明法拉第旋转角最高达到单层BIG的356倍左右。其次,较大法拉第旋转角与较高透射率两者重合的区域很窄。基于法拉第效应的研究结果,进一步设计了由BIG/Ag组成的二维磁光子晶体结构。在这一结构中,法拉第效应改善得不很明显,因而利用传输矩阵的方法求解了克尔旋转角,发现最大克尔旋转角被提高了3个数量级。3.研究了给定输入强度的情况下,提高反铁磁膜和频效应的方法。反铁磁体系包括反铁磁单层膜及其和电介质层构成的电介质/反铁磁/电介质、电介质/反铁磁/金属三明治结构。分析了反铁磁膜和频激发机制及不同体系结构对和频效应的增强作用,发现和频生成能流与电介质及入射角度密切相关,电介质/反铁磁/金属三明治结构输出的能流密度是裸膜的十几倍。研究发现可以实现磁场对和频波输出的控制。4.研究了Si O2/Mn F2/Ag及Zn F2/Mn F2/Ag三明治结构差频效应。发现电介质/反铁磁/金属三明治结构中,差频输出与反铁磁裸膜相比增加了一个数量级。且当增加外磁场强度时,Zn F2/Mn F2/Ag三明治结构差频输出是单层膜的两个数量级。在相同入射能量情况下,差频效应的转换率高于和频效应。
塔金星[9]（2012）在《反铁磁光子晶体的磁/声极化子及光学性质研究》文中提出磁光子晶体指的是组分中至少有一种是磁有序介质的光子晶体，它已经成为当前研究中的一个热点。主要原因有以下几点：1.它在结构上的可控性很容易实现，通过选择组分、组分形态、组分比等方面可实现对光学性质的设计和调控；2.可以产生单一组分介质不具备的奇异性质，如帯隙的出现和左手性；3.通过外加磁场可直接调制光学性质。这些特点可以为新型光子器件的开发提供多种可能选择。反铁磁介质的响应频率大都在毫米到远红外区间，这正是THz技术要发展的区间。我们找到了响应频率和反铁磁体很匹配的一类离子晶体，希望由它们构成光子晶体可以获得新的性质。本论文通过传递矩阵法和等效介质法研究了一维离子晶体/反铁磁体光子晶体的磁/声极化子谱和光学性质以及二维体系光子晶体的磁/声极化子谱。应用等效介质理论和传递矩阵法研究了一维反铁磁光子晶体（反铁磁超晶格）的磁/声极化子谱。提出了磁/声极化子这个概念。这是因为体系中的反铁磁性物质的磁矩能够和电磁波的磁场耦合，产生磁极化子；使用的离子晶体的声子横向光学模式可以和电磁波中电场耦合产生声极化子。因此，当两种介质构成光子晶体时，体系具有的集体激发应称之为磁/声极化子。通过对共振区间及近域的磁/声极化子谱的分析发现：在共振频率附近的某些位置上，带结构中出现了额外两个小体模带，它们的群速度为负值。在小体模带周围分布许多不同特点的表面模式。这和单一组分的性质完全不同。使用传递矩阵方法讨论了一维反铁磁晶体光子晶体的光学性质，包括透射、折射以及吸收性质。仔细分析透射谱后发现，与磁/声极化子谱中两个小体模带对应的是两个小的透射带。使用两个小带内的频率计算折射角，发现某些频段的能流与波矢夹角大于90o，小于180o，这说明体系具有准左手性。更有趣的是在左手性的频区内，部分频率区域上折射角为负值，表明体系可以具有负折射性质。当偏振和入射方向适宜并且体系的介电系数和磁导率同时为负值时在这样的结构中可以获得负折射或准左手性，甚至同时具有两种性质。因而在相应的频区上反铁磁光子晶体的折射率是负的。从吸收谱很容易看出，对应小透射带的吸收非常显着，这是因为该频段位于反铁磁共振频率附近。此外，在文中还比较了等效介质方法和传递矩阵方法对计算结果的异同：发现定量上差异明显；但是定性上基本一致；在小周期极限下是相同的。还将研究扩展到二维反铁磁光子晶体，同时建立了磁性复合体系的二维等效介质方法。
宋玉玲[10]（2011）在《反铁磁光子晶体电磁性质的理论研究》文中进行了进一步梳理磁性材料作为光子晶体的组成成分是很有潜力的,它使得磁性光子晶体具有许多新颖的特性。由于反铁磁的共振频率位于远红外波段,即THz频段,对通信频段的拓展有实用价值。本论文运用理论分析和数值模拟的方法,对一维和二维反铁磁光子晶体的带结构和光学传输特性进行了系统的研究,探索一种数值收敛速度快的计算二维反铁磁光子晶体带结构的理论方法。研究了反铁磁/离子晶体多层膜的负折射现象和二次谐波生成。采用传输矩阵法研究了一维反铁磁光子晶体波导的带结构和透射性质。这种波导是由一维反铁磁光子晶体填充到平板金属波导中构成的。波导除了具有光子带隙外,还具有一种频率带隙,出现在反铁磁共振频率附近,主要是由于波导的厚度和反铁磁材料的共振性质产生的。适当调节反铁磁各向异性轴的方向和波导的厚度,这种频率带隙的宽度可以达到大块反铁磁体带隙的15倍左右。一定条件下,在大块反铁磁体带隙的频段,一些电磁波模式是可以在波导中传播的。因此,可以通过调节反铁磁材料的性质和波导的厚度来实现不同于大块反铁磁材料的性质,进而控制电磁波在波导中的传输行为。在短制备周期的情况下,采用等效介质理论计算了反铁磁/离子晶体多层膜中的电磁波能流密度和波矢之间的夹角以及电磁波的折射角。这种多层膜结构是由反铁磁层和离子晶体层交替排列构成的。外加静磁场为零,离子晶体的横向光学声子频率略低于反铁磁材料的共振频率。研究发现,在这种简单的多层膜结构中出现了负折射和近似的左手性质,并给出了它们出现的解析条件。然而,当反铁磁层的厚度小于离子晶体层的厚度时,多层膜等效介质中的负折射现象消失。对FeF2/TlBr多层膜等效介质的数值模拟结果证实了这些解析结论。研究了具有负折射和类左手性的反铁磁/离子晶体多层膜的二次谐波生成。运用非线性等效介质理论计算了在外加静磁场作用下的多层膜的二阶非线性等效磁化率,在此基础上计算并研究了多层膜等效介质的二次谐波输出能流密度。对FeF2/TlBr多层膜等效介质的数值分析发现,在反铁磁共振频率附近,体系对泵浦波表现为负的折射率,而对二次谐波则表现为正的折射率。这使得二次谐波生成被大大加强了,其输出值可以达到大块反铁磁体的8倍。因此适当的将离子晶体加入到反铁磁材料中利于二次谐波的生成。将电子能带理论中的格林函数方法拓展到磁性光子晶体的带结构研究,计算了在外加静磁场环境下二维反铁磁光子晶体的带结构。这种二维体系是由反铁磁圆柱正方排列在基底介质中构成的,反铁磁圆柱的磁导率为张量。对MnF2/空气二维反铁磁光子晶体的数值模拟结果显示,这种方法在反铁磁共振和非共振频率区间都具有快的数值收敛速度。在非共振频率区间,这种光子晶体的带结构类似于普通的电介质光子晶体的带结构。然而,在共振频率区间,二维反铁磁光子晶体的带结构中出现了两个磁性带隙,它们的频率位置和宽度可以由外加静磁场来调节。我们对这两种磁性带隙的宽度随反铁磁圆柱半径的变化也进行了讨论。又采用散射理论计算了这种二维反铁磁光子晶体的透射谱,数值模拟结果与相应的带结构结果一致。
二、反铁磁/非磁结构的磁极化激元色散关系（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、反铁磁/非磁结构的磁极化激元色散关系（论文提纲范文）
（2）自旋电子太赫兹源研究进展（论文提纲范文）
| 1 概述 |
| 2 太赫兹实验装置 |
| 2.1 太赫兹时域发射光谱 |
| 2.2 太赫兹源 |
| 3 自旋电子太赫兹源辐射机制 |
| 3.1 超快自旋流的产生和输运 |
| 3.1.1 光子能量的影响 |
| 3.1.2 旋光性相关的太赫兹发射 |
| 3.2 自旋-电荷转换 |
| 3.2.1 逆自旋霍尔效应 |
| 3.2.2 逆埃德尔斯坦(Edelstein)效应 |
| 3.3 太赫兹发射 |
| 3.3.1 磁偶极子 |
| 3.3.2 脉冲电流 |
| 4 自旋电子太赫兹源材料体系 |
| 4.1 重金属 |
| 4.1.1 发射性能优化 |
| 4.1.2 稀土-过渡金属磁性层 |
| 4.1.3 铁磁绝缘体 |
| 4.2 拓扑绝缘体 |
| 4.3 Rashba界面 |
| 4.3.1 重金属表面 |
| 4.3.2 氧化物界面二维电子气 |
| 4.3.3 过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides) |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 自旋电子太赫兹源的性能 |
| 5.2 自旋电子太赫兹源器件 |
| 5.3 强场太赫兹产生及其在自旋电子学方面的应用 |
（3）纳米体系自旋电子结构的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电场调控磁性 |
| 1.1.1 电控电偶极矩 |
| 1.1.2 电控载流子 |
| 1.2 自旋转矩与拓扑绝缘体 |
| 1.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 密度泛函理论 |
| 2.1 多体问题的引出 |
| 2.1.1 基态方程 |
| 2.1.2 一级微扰与Hatree-Fock近似 |
| 2.2 电子密度描述与Hohenberg-Kohn理论 |
| 2.3 早期的密度泛函尝试:Thomas-Fermi模型 |
| 2.3.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.3.2 Thomas-Fermi模型的交换关联 |
| 2.4 Kohn-Sham密度泛函理论 |
| 2.4.1 交换关联泛函 |
| 2.4.2 PAW赝势理论 |
| 参考文献 |
| 第三章 电场诱导磷烯纳米条带的半金属性 |
| 3.1 zigzag磷烯条带的几何结构和二聚化 |
| 3.2 基态电子结构 |
| 3.2.1 基态磁结构 |
| 3.2.2 边缘态特点 |
| 3.2.3 磁耦合机理 |
| 3.2.4 能带结构及其物理内涵 |
| 3.3 外电场下自旋结构的演变 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 电场对氮化硼边缘磁性的调控 |
| 4.1 电场调控Z-BNNRs磁矩大小 |
| 4.2 电场引导A-BNNRs磁性开关 |
| 4.3 电场调控磁化能与居里温度 |
| 4.4 边缘修饰之后的电控磁性 |
| 4.5 应力导致的电控磁性 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 电场对氧化镁边缘磁性的调控 |
| 5.1 电场调控磁矩大小 |
| 5.2 磁耦合机理 |
| 5.3 电场调控自旋密度波 |
| 5.4 电场调控居里温度 |
| 5.4.1 平均场近似解 |
| 5.4.2 改进后的磁畴蒙特卡洛算法 |
| 5.4.3 蒙特卡洛模拟给出的解 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 二维铅锡合金中的量子自旋霍尔效应 |
| 6.1 结构与稳定性 |
| 6.2 量子自旋霍尔态 |
| 6.2.1 PbSn的拓扑平凡电子态 |
| 6.2.2 H-PbSn的拓扑非平凡电子态 |
| 6.3 拓扑边缘态 |
| 6.3.1 有效紧束缚哈密顿量 |
| 6.3.2 改进的表面格林函数方法 |
| 6.3.3 H-PbSn的表面态 |
| 6.4 衬底效应 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结 |
| 致谢 |
| 博士期间完成的一作论文 |
| 附: 英文论文(一) |
| 附: 英文论文(二) |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）Kitaev量子自旋液体材料α-RuCl3的中子散射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子自旋液体模型 |
| 1.1.1 阻挫 |
| 1.1.2 RVB模型 |
| 1.1.3 Kitaev模型 |
| 1.1.4 自旋轨道Mott绝缘体 |
| 1.2 量子自旋液体在材料中的实现 |
| 1.2.1 候选材料 |
| 1.2.2 实验探究手段 |
| 1.2.3 实验研究现状 |
| 1.3 本文结构 |
| 第二章 晶体生长、表征以及中子散射 |
| 2.1 晶体生长 |
| 2.2 晶体表征 |
| 2.2.1 晶体结构与堆叠层错 |
| 2.2.2 成分及结构表征结果 |
| 2.2.3 样品磁化、比热表征 |
| 2.3 中子散射 |
| 2.3.1 中子的性质与产生 |
| 2.3.2 中子散射原理与基本公式 |
| 2.3.3 中子散射实验装置与中子源 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 α-RuCl_3中的自旋波激发 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.1.1 自旋轨道耦合下的Kitaev材料 |
| 3.1.2 K-J模型与K-Γ模型 |
| 3.2 中子散射研究自旋波激发 |
| 3.2.1 实验准备与低温下锯齿状磁有序态 |
| 3.2.2 非弹性中子散射结果与理论拟合 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 极化中子研究α-RuCl_3中的量子自旋液体激发 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 α-RuCl_3中的连续谱激发 |
| 4.1.2 极化中子散射简介 |
| 4.2 极化中子散射实验与结果 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 磁场诱导下α-RuCl_3的量子自旋液体相 |
| 5.1 研究背景与现状 |
| 5.2 磁化率、比热及核磁共振实验 |
| 5.3 场致相变过程中的极低温热导率 |
| 5.4 中子散射研究磁致量子自旋液体相 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文目录 |
| 致谢 |
（5）3d过渡金属氧化物中磁相变的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 ABO_3型钙钛矿材料中的基本磁学 |
| 1.1.1 典型磁性 |
| 1.1.2 三种磁交换模型 |
| 1.1.3 晶场效应 |
| 1.1.4 自旋态相变 |
| 1.2 ABO_3型复合结构多铁材料 |
| 1.2.1 多铁研究现状 |
| 1.2.2 复合型多铁材料 |
| 1.3 基于CoO_2层的层状材料 |
| 1.3.1 晶体结构 |
| 1.3.2 丰富的物性 |
| 1.4 本论文研究的内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论方法和计算步骤 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Hartree-Fock近似(HFA) |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 局域密度近似 |
| 2.2 强关联电子系统中的Hubb U |
| 2.2.1 Hubbard模型 |
| 2.2.2 LSDA+U |
| 2.2.3 U的选择 |
| 2.3 本论文计算所用的软件包 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Bi_2A_2Co_2O_8中的自旋相变和绝缘体金属相变 |
| 3.1 研究动机 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.2.1 结构设计 |
| 3.2.2 参数设置 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 结构优化 |
| 3.3.2 磁态筛选 |
| 3.3.3 建立相图 |
| 3.3.4 能带结构和电子态密度 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Bi_2Sr_2Co_2O_8纳米片的维度跃变现象 |
| 4.1 研究动机 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.2.1 结构设计 |
| 4.2.2 参数设置 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 磁序检验 |
| 4.3.2 相变温度与厚度依赖关系 |
| 4.3.3 电子结构分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 SrMnO_3/BaTiO_3中磁性重组效应 |
| 5.1 研究动机 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.2.1 结构设计 |
| 5.2.2 参数设置 |
| 5.2.3 U值测试 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 博士学位期间发表、待发表的论文 |
| 致谢 |
（6）磁光材料复合体系的古斯汉欣效应、光学非线性及动力学行为（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁光材料的研究概况 |
| 1.1.1 旋电/旋磁类磁光材料及相关研究 |
| 1.1.2 磁光等离子体复合材料体系的相关研究 |
| 1.2 金属核壳纳米颗粒复合体系的非线性光学性质研究 |
| 1.3 本课题的工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 磁场调控的钇铁石榴石板的古斯汉欣位移 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 YIG板的反、透射位移的推导 |
| 2.2.1 垂直入射时的反射位移 |
| 2.2.2 斜入射时的反、透射位移 |
| 2.2.3 两种特殊情况下(全反/透射)的位移 |
| 2.3 数值模拟结果 |
| 2.3.1 有/无损耗时的仿真结果 |
| 2.3.2 方法说明 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 磁光超材料中磁性表面等离激元诱导的垂直入射情况下增强的古斯汉欣效应 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 有效媒质近似变换(TEMA)理论 |
| 3.3 数值计算结果 |
| 3.3.1 准静态近似(QSA)结构 |
| 3.3.2 尺寸效应的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 磁光等离子体核壳颗粒中的磁控的光学双稳 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 非线性金属核-磁光壳型纳米颗粒的准静态理论 |
| 4.3 数值计算结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 非线性的磁光等离子体纳米颗粒中的光学三稳以及超快Fano开关 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.2.1 非线性稳态解 |
| 5.2.2 稳态间相互转换的动力学理论 |
| 5.3 数值计算结果 |
| 5.3.1 非线性稳态解的分析 |
| 5.3.2 转换机制的时间动态 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（7）锰氧化物低维结构的物性调控及外尔半金属的拓扑性质探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿锰氧化物简介 |
| 1.2.1 钙钛矿锰氧化物的晶体结构和晶格畸变 |
| 1.2.2 钙钛矿锰氧化物中的电子和磁行为的物理机制 |
| 1.2.3 钙钛矿锰氧化物中物性调控的研究进展 |
| 1.3 拓扑半金属简介 |
| 1.3.1 Dirac方程和Weyl方程 |
| 1.3.2 Weyl点的拓扑保护性,手性和物理意义 |
| 1.3.3 Weyl半金属的指纹特征:费米弧(Fermi arc) |
| 1.3.4 Weyl半金属的指纹特征:手性反常(Chiral anomaly) |
| 1.3.5 Weyl半金属的分类 |
| 1.3.6 拓扑半金属小结和展望 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的物性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3/MgO核壳结构纳米线的制备与物性测量 |
| 2.2.1 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线制备 |
| 2.2.2 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线结构表征 |
| 2.2.3 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线物性表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的结构表征 |
| 2.3.2 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的磁学性质 |
| 2.3.3 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的电输运性质 |
| 2.3.4 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的相分离实空间表征 |
| 2.3.5 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3纳米线的实验结果的一些讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的物性调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的制备与物性测量 |
| 3.2.1 La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3和Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的制备 |
| 3.2.2 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的结构表征 |
| 3.2.3 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的物性表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的结构表征 |
| 3.3.2 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的磁学及电输运性质 |
| 3.3.3 光照下Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜的磁学及电输运性质 |
| 3.3.4 Au/La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3薄膜物性调控机制的一些讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Type-Ⅱ Weyl半金属WP_2的拓扑物性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 WP_2单晶的制备与物性测量 |
| 4.2.1 WP_2单晶的制备 |
| 4.2.2 WP_2单晶的成分和结构表征 |
| 4.2.3 WP_2单晶的物性表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 WP_2单晶的结构表征 |
| 4.3.2 WP_2单晶的能带结构和拓扑表面态 |
| 4.3.3 WP_2单晶的电输运性质 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
（8）磁性物质/金属结构线性及非线性光学效应理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁性物质及其磁非线性 |
| 1.2 光子晶体和磁光子晶体 |
| 1.3 磁光效应及和频与差频效应 |
| 1.3.1 磁光效应 |
| 1.3.2 和频与差频效应 |
| 1.4 金属的光学性质 |
| 1.5 本文课题的来源及主要研究内容 |
| 第2章 反铁磁体在磁场中非线性磁化率的计算 |
| 2.1 外场存在时反铁磁体非线性磁化率的计算 |
| 2.2 一阶磁化率的计算 |
| 2.3 和频磁化率的计算 |
| 2.3.1 xy分量二阶和频磁化率的计算 |
| 2.3.2 z分量二阶和频磁化率的计算 |
| 2.4 差频磁化率的计算 |
| 2.4.1 xy分量二阶差频磁化率的计算 |
| 2.4.2 z分量二阶差频磁化率的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体磁光效应理论研究 |
| 3.1 一维Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体Faraday效应理论研究 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 数值模拟及结果讨论 |
| 3.2 二维Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体Kerr效应理论研究 |
| 3.2.1 理论模型 |
| 3.2.2 数值模拟及结果讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Voigt位型下反铁磁/电介质体系和频效应生成 |
| 4.1 Voigt位型下反铁磁体系单层膜结构和频效应 |
| 4.1.1 理论模型与推导 |
| 4.1.2 数值模拟与结果讨论 |
| 4.2 Voigt位型下电介质/反铁磁体系和频效应生成 |
| 4.2.1 和频生成 |
| 4.2.2 数值模拟与结果讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 Voigt位型下电介质/反铁磁/Ag结构差频效应生成 |
| 5.1 差频生成 |
| 5.2 数值模拟与结果讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）反铁磁光子晶体的磁/声极化子及光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 反铁磁物质的基本性质 |
| 1.2 一种特殊离子晶体的性质 |
| 1.3 磁光子晶体 |
| 1.4 本文研究模型的基本设想 |
| 1.5 国内外课题研究进展 |
| 1.6 本论文的研究目的和意义 |
| 1.7 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 一维反铁磁/离子晶体光子晶体的磁/声极化子 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论方法及色散关系 |
| 2.2.1 传递矩阵和极化子方程 |
| 2.2.2 等效磁导率和等效介电系数以及波动方程 |
| 2.3 数值结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 一维反铁磁/离子晶体光子晶体的光学性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 零外磁场和零阻尼时的光学性质 |
| 3.2.1 体系的等效磁导率和等效介电系数 |
| 3.2.2 等效介质中两种偏振波的波矢与频率关系 |
| 3.2.3 等效介质的透射和折射的相关表达式 |
| 3.2.4 数值结果与讨论 |
| 3.3 存在外磁场和阻尼时的光学性质 |
| 3.3.1 反铁磁层和离子晶体层中的色散关系 |
| 3.3.2 传递矩阵 |
| 3.3.3 透射率和反射率以及吸收率 |
| 3.3.4 体系折射性质相关表达式 |
| 3.3.5 数值结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 侧向反铁磁/离子晶体超晶格的体磁/声极化子 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 位型 |
| 4.3 体系的等效介电系数和等效磁导率 |
| 4.4 体系的体磁/声极化子等式 |
| 4.5 数值结果与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 二维反铁磁/离子晶体光子晶体的磁/声极化子 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型及理论推导 |
| 5.3 数值结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）反铁磁光子晶体电磁性质的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 反铁磁性物质及其基本电磁性质 |
| 1.3 离子晶体的基本性质 |
| 1.4 磁光子晶体的研究进展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 填充反铁磁光子晶体波导的光学性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论模型 |
| 2.3 带结构的计算和分析 |
| 2.4 透射谱的计算和分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 反铁磁/离子晶体多层膜的负折射研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 等效磁导率和等效介电函数的计算 |
| 3.3 反铁磁/离子晶体多层膜中的负折射现象 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 反铁磁/离子晶体多层膜的二次谐波生成 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二阶倍频等效磁化率的计算 |
| 4.3 二次谐波生成 |
| 4.4 数值结果和讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 二维反铁磁光子晶体的光学性质 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带结构的计算和分析 |
| 5.2.1 格林函数法计算带结构 |
| 5.2.2 数值结果和讨论 |
| 5.3 透射率的计算和分析 |
| 5.3.1 单层周期排列的反铁磁圆柱层的反射矩阵和透射矩阵 |
| 5.3.2 多层周期排列的反铁磁圆柱层的总反射矩阵和总透射矩阵 |
| 5.3.3 数值结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、反铁磁/非磁结构的磁极化激元色散关系（论文参考文献）
- [1]层状磁性拓扑材料中的物理问题与实验进展[J]. 孙慧敏,何庆林. 物理学报, 2021(12)
- [2]自旋电子太赫兹源研究进展[J]. 许涌,张帆,张晓强,杜寅昌,赵海慧,聂天晓,吴晓君,赵巍胜. 物理学报, 2020(20)
- [3]纳米体系自旋电子结构的调控[D]. 刘亮. 山东大学, 2019(09)
- [4]Kitaev量子自旋液体材料α-RuCl3的中子散射研究[D]. 冉柯静. 南京大学, 2019(01)
- [5]3d过渡金属氧化物中磁相变的理论研究[D]. 黄枭坤. 南京大学, 2018(02)
- [6]磁光材料复合体系的古斯汉欣效应、光学非线性及动力学行为[D]. 於文静. 苏州大学, 2018(05)
- [7]锰氧化物低维结构的物性调控及外尔半金属的拓扑性质探索[D]. 张凯旋. 中国科学技术大学, 2018(01)
- [8]磁性物质/金属结构线性及非线性光学效应理论研究[D]. 梁红. 哈尔滨理工大学, 2015(05)
- [9]反铁磁光子晶体的磁/声极化子及光学性质研究[D]. 塔金星. 哈尔滨工业大学, 2012(01)
- [10]反铁磁光子晶体电磁性质的理论研究[D]. 宋玉玲. 哈尔滨工业大学, 2011(08)