YBa_2Cu_3O_y中的自掺杂从> 600 K开始发生转变,从链状金属还原和平面氧化的电荷平衡转变为链状配体氧化(O-)和平面还原的电荷平衡。其中的响应是平面膨胀和异常强的超导性,如高温超导性(ETS),通过激光脉冲(Tc= 552 K *)和喷丸淬火(Tc= 200 K *)观察到。我们将ETS归因于有限的3-D超导性,这是由于链-平面三明治内键序的相关系统,并提出了如何稳定它。因此,平面扩展n掺杂来自于与具有双重O配位的局部链Cu的自掺杂电荷平衡(2)。两个顶端O-的哑铃型键是高能环境的结果,并且在其度量上与平面上的电子对相当。根据经验Tc=%(2)x11,我们建议增加%(2),以使观察到的Tc(光致反射率边缘)逆行上升至100%(2)时Tc= 1100 K * 的理论极限。我们提出的组合物和热处理的基础上的电荷晶格可折叠性。平面上的成对电荷浓度,由基于幻数计数的键序确定,提出了几个有希望的候选者,如c=0.22=2/3a 0x 3b 0,c=0.17=2/3x 4或c=0.080=2/5x 5。后者可以达到32%(2),不仅在激光脉冲中,而且在喷丸淬火材料中显示Tc= 352 K *。
英文摘要:
Self-doping in YBa2Cu3Oy starts to switch from a charge balancing of chain metal reduction and plane oxidation to one of chain ligand oxidation (O-) and plane reduction on quenching from >600K. Amongst the responses are plane expansions and types of unusually strong superconductivity such as elevated temperature superconductivity (ETS), observed through laser pulsing (Tc=552K*) and upon shot quenching (Tc=200K*). We ascribe ETS to limited 3-D superconductivity due to a correlated system of bond ordering within chain-plane sandwiches and propose how to stabilize it. Accordingly, plane expanding n-doping arises from self-doping charge equilibration with local chain Cu of two-fold O coordination (2). The dumbbell type bonds of both apical O- are a result of high-energy environment and comparable in their metric with electron pairs on the plane. Following empirical Tc=%(2)x11 we suggest increasing %(2) to cause the observed retrograde rise in Tc (photo-induced reflectivity edge) to a theoretical limit of Tc=1100K* at 100%(2). We propose compositions and heat treatments based on charge-lattice commensurability. Paired charge concentrations on planes, determined by bond ordering based on magic number counts, suggest several promising candidates such as c=0.22=2/3a0x3b0, c=0.17=2/3x4 or c=0.080=2/5x5. The latter could be achieved with 32%(2) and display Tc=352K* not only in laser pulsed but in shot quenched materials.
Connecting bond switching to fracture toughness of calcium aluminosilicate glasses
Aalborg University(奥尔堡大学);The Hong Kong Polytechnic University(香港理工大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Univ Rennes, CNRS, IPR (Institut de Physique de Rennes)(雷恩大学,法国国家科学研究中心,雷恩物理研究所);CNRS(法国国家科学研究中心)
研究了不同原子组成的非晶态氮氧化铪硅(HfSiON)薄膜的介电性能。在O、N和Ar混合气氛中,通过反应溅射Hf和Si来沉积膜。用X射线光电子能谱学(XPS)、反射电子能量损失谱(REELS)、卢瑟福背散射谱(RBS)和X射线衍射(XRD)分别对样品的成键状态、带隙能、原子组成和堆积态进行了表征。光学(高频)介电常数由椭圆偏振法测量的反射率的平方光学确定。通过测量Au/HfSiON/Si(100)结构的电容,计算了其静态介电常数。据观察,在薄膜中的低N掺入导致形成只有Si-N键没有Hf-N键。在Hf-N键开始形成的边界处,观察到带隙能量的突然降低。通过结合原子浓度和键合状态的数据,我们发现HfSiON可以被认为是由四种绝缘组分组成的伪四元合金:SiO $_2$,HfO $_2$,Si $_3$ N $_4$,和Hf $_3$ N $_4$。薄膜的光学和静态介电常数与N浓度呈非线性关系,其行为可以理解为Hf-N键的突然形成。
Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: from topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor
用分子束外延(MBE)方法成功地生长了(Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$)$_{1-y}$ In $_{y}$ Te外延薄膜,其组成范围较宽(0 $\leq$ x $\leq$ 1,0 $\leq$ y $\leq$ 0.23)。我们通过电输运和光学二次谐波的测量研究了薄膜的电子相位。在该系统中,可以通过调节Pb/Sn比和In组分来控制带隙的反转、打破反转对称性的电极化的强度以及费米能级位置。大量的拓扑电子相有望出现,如拓扑晶体绝缘体,拓扑半金属和超导性。对于具有大Sn组分(x > 0.5)的样品,空穴密度随着In组分(y)的增加而增加,这导致超导电性的出现。另一方面,对于具有小Sn组分(x < 0.5)的那些,In组分的增加降低了空穴密度并且将载流子类型从p型改变为n型。在以(x,y)=(0.16,0.07)为中心的n型载流子被轻微掺杂的窄区域中,显示出具有超过5,000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率的电荷传输,代表可能的半金属状态。在这些样品中,光学二次谐波产生测量显示沿面外[111]方向的反转对称性破缺,这确保了极性半金属态的存在。具有多种电子态的(Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$)$_{1-y}$ In $_{y}$ Te材料体系的薄膜将成为探索新量子现象的一个有前途的材料平台。
Sr-induced dipole scatter in BST: Insights from MD simulations using a transferable bond valence-based interatomic potential
为了设计下一代铁电体,对其宏观性质的微观理解是至关重要的。经典的分子动力学模拟是实现铁电和介电现象的原子描述的一种手段。以前,我们已经表明,原子间势的基础上的键价分子动力学(BVMD)方法可以用来研究结构相变,铁电畴成核,畴壁迁移在几个钙钛矿氧化物和固定成分的二元和三元合金。然而,大多数现代器件使用可变组成的钙钛矿氧化物合金,例如Ba $_x$ Sr $_{1-x}$ TiO $_3$(BST)。在本文中,我们扩展我们的键价的方法BST固溶体,并在这样做,表明每个元素的潜在参数是不同的$x$材料之间的转移。使用这种潜力,我们进行BVMD模拟调查的温度和成分的晶格常数,钛位移,BST的铁电极化的依赖性,发现我们的预测与实验和第一性原理理论相匹配。此外,基于对局部偶极分布的详细分析,我们证明了Sr取代Ba扰乱了偶极,降低了全局极化,并增强了铁电-顺电相变的有序-无序特性。
Evolution from $B_{2g}$ nematics to $B_{1g}$ nematics in heavily hole-doped iron-based superconductors
最近的实验报道了重空穴掺杂磷属元素化合物$A$ Fe $_{2}$ As $_{2}$的一种不寻常的双折射行为,其中碱金属$A$ = Rb,Cs.与母体$Ae$ Fe $_{2}$的$B_{2g}$有序相反,作为$_{2}$化合物(碱土金属$Ae$ = Sr,Ba),其特征在于不相等的最近邻Fe-Fe键,在空穴掺杂系统中,在$B_{1g}$通道中观察到有序,其特征在于不相等的次最近邻Fe-Fe(对角Fe-As-Fe)键。在这项工作中,使用密度泛函理论,我们属性的磁性基态沿系列$Ae_{1-x}A_{x}$ Fe $_{2}$作为$_{2}$的演变,从单条纹小$x$双条纹大$x$。我们的模拟使用约化的Stoner理论表明,Fe矩的波动是必不可少的双条配置的稳定性。我们提出,磁基态的性质的变化是负责的变化的对称性的残余的doppler命令,它支持。