侯华欣
,
卢艳丽
,
陈铮
稀有金属材料与工程
基于马儿可夫链理论和Bragg-Williams型方程,建立了描述反位缺陷占位几率的基本方程和转移几率;推导出了平衡时空位与反位缺陷浓度的表达式.利用所建模型结合第一性原理平面波赝势法系统研究了NiAl中各种点缺陷,从定量计算和电子结构角度论证了平衡状态下,在Ni:Al=1附近,Ni和Al原子的占位服从Fermi-Dirac统计,并且当温度从800增加到1300 K时,NiAl几率比AlNi几率大106～109倍,反位缺陷以NiAl为主.VNi浓度比AlNi浓度大105～107倍、而NiAl浓度比VAl浓度大106～1010倍.对于同一原子而言,NiAl比VNi稳定,AlNi比VAl稳定.
关键词:
B2-NiAl
,
马儿可夫链
,
第一性原理
,
反位缺陷
,
转移几率
张静
,
潘露露
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陈铮
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杜秀娟
稀有金属材料与工程
在类石墨烯结构的Bi2Se3拓扑绝缘体夹层中化学掺杂Cu原子形成CuxBi2Se3.Cu含量为12at％～15at％,温度为3.8～4.2 K时,CuxBi2Se3块体内呈现超导电性,称之为拓扑超导体.CuxBi2Se3拓扑超导体是一种时间反演不变超导体,体电子态为满带能隙超导态,表面为无能隙Andreev束缚态,并且由于强自旋-轨道耦合效应具有三维狄拉克能带结构.科学家在CuxBi2Se3拓扑超导体中捕捉到了长期以来寻找的零质量零电荷的马拉约那费米子.马拉约那费米子不被附近的粒子、原子吸引或排斥,强烈对抗无序和杂质,这种容错特性将有效保护脆弱的量子态不受侵害,为将来自旋量子学和量子计算机的实现提供新平台.本文针对CuxBi2Se3拓扑超导体这一新型量子材料论述其理论和实验研究进展,然后结合材料科学学科特征论述CuxBi2Se3掺杂特性和反位缺陷形成特征,提出通过控制反位缺陷浓度和合理掺杂提高CuxBi2Se3的物理和化学性能的理论.
关键词:
CuxBi2Se3拓扑超导体
,
新型量子材料
,
掺杂
,
反位缺陷
张静
,
陈铮
,
杨涛
稀有金属材料与工程
反位缺陷是金属间化合物中的本征点缺陷,它对材料的力学性能、物理性能、化学性能都有重要的影响,在某些情况下成为决定性能的关键结构要素.首先评述了反位缺陷研究理论,基于量子力学的第一性原理方法、EAM法研究结构材料反位缺陷侧重缺陷的物理和化学原理,基于Ginzburg-Landau方程的微观相场法侧重缺陷微结构演化的动态过程.然后,作者通过图解反位缺陷与传输机制之间的关系说明反位缺陷对高温结构材料的积极贡献以及对性能的危害.最后,作者通过评述常见的L12结构和B2结构反位缺陷及第三组元择优占位的研究进展,归纳了结构材料反位缺陷研究存在的问题.
关键词:
金属间化合物
,
结构材料
,
反位缺陷
,
掺杂
,
传输机制
宋久旭
,
杨银堂
,
王平
,
郭立新
人工晶体学报
基于第一性原理计算,对含有SiC反位缺陷或CSi反位缺陷碳化硅纳米管的电子结构和光学性质进行了研究.SiC缺陷在纳米管的表面形成了凸起,CSi缺陷在纳米管的表面形成了凹陷；这两种缺陷都导致在纳米管的导带底附近形成了缺陷能级,使得纳米管表现出n型电导；导带顶到杂质能级间的跃迁使得纳米管的光学带隙呈现了减小的趋势.这些结果对碳化硅纳米管电子器件和光学器件的研究都有较重要的参考价值.
关键词:
碳化硅纳米管
,
反位缺陷
,
电子结构
,
光学性质
张静
,
陈铮
,
杨坤
,
卢艳丽
,
王永欣
材料热处理学报
用包含弹性应变能的微观相场法研究L12-Ni3Al相和D022-Ni3V相在1000 K,1200 K单温度时效及1000 K和1200 K交变温度下时效的原子占位.研究表明:从1000 K单温度时效经由交变温度时效至1200 K单温度时效过程中,L12相中的正位原子NiNi和AlAl及D022相中的正位原子NiNi和VV的占位几率随时间延长而下降,两种结构中的反位缺陷NiAl,NiV,VNi和AlNi及替代缺陷AlNi,AlV和VNi的占位几率却随时间延长而上升.平衡时的L12相中的NiNi占位几率大于D022相中的NiNi,L12相中的AlAl占位几率小于D022相中的VV,反位缺陷和替代原子在L12相中的占位几率均大于D022相.在交变时效下,原子占位几率的时间演化曲线呈"长城"状,曲线顶点的占位几率值小于相应的单温度时效下的平衡值,但是曲线谷值大于相应的单温度时效下的平衡值.
关键词:
原子占位几率
,
反位缺陷
,
替代缺陷
,
微观相场
高玉
,
常虹
,
武强
,
王宏艳
,
庞艳波
,
刘芳
,
朱宏静
,
云月厚
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60099-2
通过对化合物Ni1-xCoxCr2O4的紫外吸收光谱,红外吸收光谱和拉曼光谱分析,说明Co离子中绝大多数占据了四面体(A)位置,少部分占据了八面体(B)位置.Co离子占位紊乱是由于八面体中Co离子的半径(r=0.65?)接近于八面体中Cr离子的半径(r=0.62?)引起的.随着Co含量的增加,在510 cm?1附近出现的红外吸收峰向高频方向移动,这是由于Co离子替代四面体中Ni离子使八面体中阳离子与氧之间的距离减小,导致键能增强引起的.磁性测量展示了x=0.2和0.8的居里温度(TC)分别为75 K和90 K.
关键词:
尖晶石
,
反位缺陷
,
电子跃迁
,
光学性能
,
磁学性能
郭舒
,
陈铮
,
王永欣
,
杨坤
,
卢艳丽
,
张明义
,
陈引平
稀有金属材料与工程
采用三元微观相场模型,对铝含量大于25%(原子分数,下同)与镍含量大于75%(原子分数,下同)的NiAlFe三元合金中反位缺陷NiAl、AlNi随Fe含量变化的规律进行模拟计算,其中NiAl(AlNi)表示Ni(Al)原子占据Al(Ni)格点产生的反位缺陷.结果表明:在一定温度范围内,随着Fe含量的增大,铝含量大于25%的NiAlFe合金中AlNi浓度明显上升,NiAl浓度略有上升,但小于AlNi浓度,相反在镍含量大于75%的NiAlFe合金中NiAl浓度明显上升且远大于AlNi浓度;同一温度下比较铝含量大于25%与镍含量大于75%的NiAlFe合金中反位缺陷受Fe含量影响的程度差异,发现前者的AlNi浓度比后者受Fe含量影响大,而后者的NiAl浓度比前者受Fe含量影响大.此外,反位缺陷NiAl和AlNi浓度随时间的演化规律均是逐渐由初始值降低至平衡值;温度升高促使反位缺陷演化变缓慢以及平衡时浓度增大.
关键词:
微观相场
,
NiAlFe三元合金
,
反位缺陷
张静
,
陈铮
,
张利鹏
,
来庆波
,
徐聪
稀有金属材料与工程
采用微观相场法研究高Al浓度Ni75Akv25-x合金析出相Ni3Al的反位缺陷随Al浓度增高的变化规律.选取在1150 K温度下时效从8 at%Al至20 at%Al的共14个合金作为研究对象.研究结果显示:此类型合金主要反位缺陷类型是VAl、NiAl;随Al浓度增高,反位缺陷AlNi增高:而Ni Al、VAl、VNi 3种反位缺陷变化与Al浓度和Ni3V析出与否相关,Al浓度稍低时,有Ni3v相析出,Al浓度增高反位缺陷Ni Al降低,VHi升高,VAl没变化;Al浓度稍高时,无Ni3V相析出,Al浓度增高反位缺陷NiAl稍有降低,VNi、VAl明显降低.
关键词:
反位缺陷
,
LI2结构Ni3Al
,
微观相场
