场致绝缘-金属相变材料的脉冲响应测试方法

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作者 赵敏 曲兆明 +2 位作者 王庆国 周星 陈亚洲 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期401-409,共9页

场致绝缘-金属相变材料可以满足强电磁脉冲攻击下电子信息装备自适应高效防护的迫切需求,然而其脉冲响应测试方法还不明确,是亟待解决的关键问题。基于微带线原理,提出一种测试范围宽、响应时间快的材料脉冲响应测试方法,并构建了相应... 场致绝缘-金属相变材料可以满足强电磁脉冲攻击下电子信息装备自适应高效防护的迫切需求,然而其脉冲响应测试方法还不明确,是亟待解决的关键问题。基于微带线原理,提出一种测试范围宽、响应时间快的材料脉冲响应测试方法,并构建了相应的测试系统。建立水平极化下测试系统的等效电路模型,推导出电磁脉冲作用下材料相变后电阻的计算公式,进一步通过电阻等效试验与材料样品性能测试,验证理论模型和测试方法的准确性和可行性。理论计算和试验结果表明:该测试方法能够满足材料相变后电阻范围为1Ω~30 kΩ的脉冲响应测试需求,且可以计算得到材料相变后的电阻、响应时间及恢复时间,为场致绝缘-金属相变材料电磁脉冲响应特性的定量评价和新材料设计提供了理论和技术支撑。 展开更多

关键词 场致绝缘-金属相变材料 微带线 测试方法 脉冲响应

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电场诱导二氧化钒绝缘-金属相变的研究进展 被引量：8

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作者 孙肖宁 曲兆明 +2 位作者 王庆国 袁扬 刘尚合 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期233-242,共10页

二氧化钒(VO_2)是电子强关联体系的典型代表,其晶体结构在特定阈值的温度、电场、光照和压力等物理场作用下会发生由单斜金红石结构向四方金红石结构的可逆转变,从而引发绝缘-金属相变.其中,电场诱导VO_2绝缘-金属相变后的电导率可提高... 二氧化钒(VO_2)是电子强关联体系的典型代表,其晶体结构在特定阈值的温度、电场、光照和压力等物理场作用下会发生由单斜金红石结构向四方金红石结构的可逆转变,从而引发绝缘-金属相变.其中,电场诱导VO_2绝缘-金属相变后的电导率可提高2-5个数量级,在可重构缝隙天线、太赫兹辐射以及智能电磁防护材料等领域具有广阔的应用前景,成为近年来人们的研究热点.首先,简要概述了VO_2发生绝缘-金属相变时晶体结构和能带结构的变化,进而从电场诱导VO_2绝缘-金属相变的研究方法、响应时间、临界阈值场强调控以及相变机理几个方面系统总结和评述了近年来国内外学者在该领域的重要发现和研究进展.最后,指出了当前VO_2绝缘-金属相变研究存在的问题,并展望了未来的发展方向. 展开更多

关键词 二氧化钒 绝缘-金属相变 响应时间 相变机理

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基于半导体-金属相变材料的宽谱、偏振选择的红外光开关(英文)

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作者 张璇如 王威 +1 位作者 向斌 陆亚林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2787-2792,共6页

提出了一种基于半导体-金属相变材料和掩埋金属光栅结构的新型红外光开关。该结果由电磁场有限元方法计算得到。设计了在近红外波段表现出宽谱的、偏振选择的全光开关效应。掩埋金属光栅极大的提高了二氧化钒薄膜作为光开关的消光比,使... 提出了一种基于半导体-金属相变材料和掩埋金属光栅结构的新型红外光开关。该结果由电磁场有限元方法计算得到。设计了在近红外波段表现出宽谱的、偏振选择的全光开关效应。掩埋金属光栅极大的提高了二氧化钒薄膜作为光开关的消光比,使得该结构在亚波长尺寸获得了高的消光比。结构的光学响应随入射角变化并不敏感。结构的透过、吸收特性可由结构参数进行调节。此设计在红外光通信、光计算以及军事探测、无损检测等领域具有潜在的应用。 展开更多

关键词 半导体-金属相变材料 宽谱光开关 掩埋光栅

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不对称Hubbard模型与Mott金属-绝缘体相变 被引量：1

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作者 王齐放 周青春 《华东船舶工业学院学报》 2004年第1期41-45,共5页

从标准Hubbard模型出发,对半充满Hubbard系统,采用Hubbard和Falicov Kimball近似处理,在讨论自旋为σ的电子运动时,忽略自旋为-σ的电子在格点间的跳跃,得到不对称哈密顿量,并运用平均场近似求得相应准粒子谱。在绝对零度和有限温度对... 从标准Hubbard模型出发,对半充满Hubbard系统,采用Hubbard和Falicov Kimball近似处理,在讨论自旋为σ的电子运动时,忽略自旋为-σ的电子在格点间的跳跃,得到不对称哈密顿量,并运用平均场近似求得相应准粒子谱。在绝对零度和有限温度对结果作了分析,讨论了Mott金属-绝缘体相变的转变温度。 展开更多

关键词 HUBBARD模型 平均场近似 准粒子 Mott金属-绝缘体相变

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超快光场驱动的二氧化钒薄膜相变研究进展

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作者 王康 刘一 宋立伟 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期238-257,共20页

二氧化钒(VO2)是一种典型的强关联电子材料,当达到相变阈值时,会可逆地从绝缘单斜相转变到金属金红石相,这种相变主要通过温度、光照、电场、磁场、应力等激励条件激发。相突变可在亚皮秒时间尺度内发生,并会伴随着光学透过率、折射率... 二氧化钒(VO2)是一种典型的强关联电子材料,当达到相变阈值时,会可逆地从绝缘单斜相转变到金属金红石相,这种相变主要通过温度、光照、电场、磁场、应力等激励条件激发。相突变可在亚皮秒时间尺度内发生,并会伴随着光学透过率、折射率和磁化率等特性的显著变化,其中相变前后电阻率会发生3~5个数量级的变化,这使得VO2在智能节能窗、光电探测、光电存储、光开关等领域有着重要的应用前景。首先介绍了VO2的相变机制,主要有电子关联驱动、晶格结构驱动以及两者共同驱动,接着重点介绍了利用超快时间分辨技术,尤其是太赫兹时域光谱技术,来研究VO2薄膜的相变动力学过程,最后,介绍了基于VO2薄膜的太赫兹调制器、太赫兹滤波器、太赫兹开关等领域的应用研究。 展开更多

关键词 薄膜物理学 二氧化钒薄膜 绝缘-金属相变 太赫兹时域光谱 太赫兹功能器件

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VO_2薄膜材料场致相变性能的调控技术 被引量：3

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作者 王庆国 何长安 +4 位作者 曲兆明 山世浩 李昂 成伟 王妍 《安全与电磁兼容》 2018年第4期14-19,共6页

介绍新型环境自适应智能电磁防护材料的研究进展。针对VO2绝缘/类金属相变临界参数存在的问题,重点阐释基于工艺条件、元素掺杂、多价共存状态以及多物理场协同等技术的相变临界场调控方法以及取得的成果,并指出有待进一步研究的问题。

关键词 二氧化钒薄膜 场致金属-绝缘相变 临界参数 性能调控

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控制锰酸盐的绝缘体-金属相变

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作者 戴闻 《物理》 CAS 北大核心 2009年第4期275-275,共1页

关键词 绝缘体-金属相变 锰酸盐 超巨磁电阻 控制 电荷有序 相互作用 钙钛矿结构 凝聚态物理

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氧气氛后退火对La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3-Ag薄膜性能的影响 被引量：2

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作者 朱绍将 刘翔 +2 位作者 彭巨擘 严磊 张鹏翔 《贵金属》 CAS CSCD 2003年第4期49-52,共4页

用脉冲激光溅射 (PLD)法在LaAlO3( 1 0 0 )单晶衬底上制备了掺 4 0wt%Ag的超巨磁电阻材料La0 67Ca0 33MnO3薄膜。在氧气氛中经高温处理后薄膜显示了近室温的金属 -绝缘体相变点 (TMI≈ 30 0K) ,与通常提高TMI的结果相比较 ,此工艺较... 用脉冲激光溅射 (PLD)法在LaAlO3( 1 0 0 )单晶衬底上制备了掺 4 0wt%Ag的超巨磁电阻材料La0 67Ca0 33MnO3薄膜。在氧气氛中经高温处理后薄膜显示了近室温的金属 -绝缘体相变点 (TMI≈ 30 0K) ,与通常提高TMI的结果相比较 ,此工艺较好地保持了材料相变点区间的陡度 ,且电阻温度系数 (TCR)在此区内仍达到 8%。这为制造近室温磁敏感元件、自旋电子学器件、辐射热探测器等提供了重要材料。 展开更多

关键词 低维金属材料 超巨磁电阻材料 金属-绝缘体相变 电阻温度系数 薄膜 脉冲激光溅射 退火

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涂层-纤维增强磁电弹性材料的变分渐近细观力学模型 被引量：3

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作者 李帛书 钟轶峰 +1 位作者 罗丹 梅宝平 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2823-2831,共9页

涂层可对纤维起到表面改性及调节界面残余应力的作用,对宏观性能有重要的影响。为准确预测多场环境下涂层-纤维增强磁电弹性(MEE)材料的有效属性和局部场分布,基于变分渐近理论建立均匀化细观力学模型。从非均匀连续介质的总电磁焓入手... 涂层可对纤维起到表面改性及调节界面残余应力的作用,对宏观性能有重要的影响。为准确预测多场环境下涂层-纤维增强磁电弹性(MEE)材料的有效属性和局部场分布,基于变分渐近理论建立均匀化细观力学模型。从非均匀连续介质的总电磁焓入手,利用材料细观尺度远小于宏观尺度的特征,将多物理场下细观力学建模转换为约束条件下总电磁焓的最小化问题。为分析工程应用中智能材料的涂层-纤维细观结构,采用有限元技术实现该模型的数值模拟。通过与有限元结果的对比分析表明:构建的模型可准确预测涂层-纤维增强MEE材料的多物理场行为,不同厚度和刚度的涂层对应力集中和有效属性有较大的影响,同时揭示了许多独特的电-磁交互现象,为预测和优化涂层-纤维增强MEE材料的性能提供有益的参考。 展开更多

关键词 磁电弹性材料 涂层-纤维 有效材料属性 局部场 细观力学模型 变分渐近均匀化理论

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La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3中的输运机制与CMR效应 被引量：10

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作者 彭振生 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期664-667,共4页

研究了超大磁阻材料La2 3Ca1 3MnO3的磁电特性,发现由电阻测量得到的绝缘体 金属相变与由磁化曲线得到的顺磁 铁磁相变温区完全一致,均随磁场的增强推向高温区。结果证明样品输运行为的变化起因于磁结构的变化,在TC附近产生超大巨磁电... 研究了超大磁阻材料La2 3Ca1 3MnO3的磁电特性,发现由电阻测量得到的绝缘体 金属相变与由磁化曲线得到的顺磁 铁磁相变温区完全一致,均随磁场的增强推向高温区。结果证明样品输运行为的变化起因于磁结构的变化,在TC附近产生超大巨磁电阻效应。 展开更多

关键词 凝聚态物理 绝缘体-金属相变 超大磁阻效应 顺磁-铁磁相变 稀土 LA2/3CA1/3MNO3 输运机制 CMR效应 超大磁阻材料

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基于VO_2相变的光控太赫兹调制器 被引量：5

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作者 李伟 谷文浩 +5 位作者 李吉宁 常胜江 莫漫漫 文岐业 王湘辉 林列 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1248-1253,共6页

基于VO2薄膜相变特性,通过在石英基底上制备VO2薄膜和亚波长金孔阵列,并在理论和实验上研究了金属孔阵列与VO2薄膜置于基底同侧和异侧的两种太赫兹(THz)调制器。系统研究了在光泵浦条件下两种样品的THz波的传输特性。结果表明,随着泵浦... 基于VO2薄膜相变特性,通过在石英基底上制备VO2薄膜和亚波长金孔阵列,并在理论和实验上研究了金属孔阵列与VO2薄膜置于基底同侧和异侧的两种太赫兹(THz)调制器。系统研究了在光泵浦条件下两种样品的THz波的传输特性。结果表明,随着泵浦光功率的改变,两种结构的器件均可以实现对THz波强度的调制。对比分析两种结构器件的THz透射谱发现,紧邻金属孔阵列的金属相VO2能够有效地抑制THz表面等离子体的局域透射增强效应,使调制器的调制深度得到显著增强,这对基于相变材料调制器的设计具有重要意义。 展开更多

关键词 太赫兹(THz)波 调制器 VO2薄膜 绝缘体-金属相变

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快速热处理温度对纳米结构二氧化钒薄膜相变特性的影响

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作者 梁继然 李景朋 +3 位作者 侯露辉 李娜 刘星 胡明 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2197-2202,共6页

采用射频磁控溅射方法在单晶硅基底表面制备了单一相纳米结构二氧化钒(VO_2)薄膜,相变幅度超过2个量级;利用快速热处理设备对VO_2薄膜进行热处理,研究氮气氛下快速热处理温度对VO_2相变特性的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、... 采用射频磁控溅射方法在单晶硅基底表面制备了单一相纳米结构二氧化钒(VO_2)薄膜,相变幅度超过2个量级;利用快速热处理设备对VO_2薄膜进行热处理,研究氮气氛下快速热处理温度对VO_2相变特性的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高精度透射电子显微镜和四探针测试仪对热处理前后薄膜的结晶结构、表面形貌和电学相变特性分别进行了测试。实验结果表明,快速热处理状态下,温度为300℃时,VO_2薄膜的电阻相变幅度由200倍增加到277倍,但是当温度超过350℃后,相变性能迅速变差,相变幅度由2个量级下降为小于1个量级,当温度超过500℃时,相变特性消失;热处理温度升高的过程中,单斜VO_2(011)结晶结构逐渐消失,薄膜的成分转变为V4O7;快速热处理过程中薄膜内的颗粒尺寸保持不变。研究结果将有助于增强对VO_2薄膜在温度差异大、变化速度快环境中的特性进行分析与应用。 展开更多

关键词 二氧化钒 快速热处理 绝缘体-金属相变特性

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高调制度光致相变特性氧化钒薄膜太赫兹时域频谱研究 被引量：4

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作者 董杰 栗岩锋 +3 位作者 束李 李江 柴路 王清月 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期199-206,共8页

基于太赫兹(THz)时域频谱技术研究了飞秒激光激发下氧化钒纳米薄膜的光致绝缘体-金属相变特性。利用直流磁控溅射法在不同条件下制备了一系列蓝宝石基底上的氧化钒薄膜,通过测量薄膜发生光致相变后太赫兹波的透射率来评估成膜质量,得出... 基于太赫兹(THz)时域频谱技术研究了飞秒激光激发下氧化钒纳米薄膜的光致绝缘体-金属相变特性。利用直流磁控溅射法在不同条件下制备了一系列蓝宝石基底上的氧化钒薄膜,通过测量薄膜发生光致相变后太赫兹波的透射率来评估成膜质量,得出在溅射时间60min不变的情况下,退火时间和退火温度分别为60s和560℃时可以得到性能非常良好的氧化钒薄膜。在上述最佳条件下制备的氧化钒薄膜的相变深度可达80%。利用薄膜近似计算了太赫兹波段氧化钒薄膜在光致相变过程中电导率的变化,计算结果表明电导率实部在103Ω-1·cm-1量级,并基于Drude模型得到了金属态氧化钒薄膜的复介电常数以及复折射率。在绝缘衬底上制备的具有明显阈值激发功率且相变深度大的氧化钒薄膜将在太赫兹调制器件中有重要应用。 展开更多

关键词 薄膜 氧化钒薄膜 太赫兹时域频谱技术 绝缘体-金属相变 飞秒激光

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轨道选择性相变——多轨道物理中一类独特的现象 被引量：2

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作者 张宇钟 《物理》 CAS 北大核心 2014年第5期309-318,共10页

金属—绝缘体相变是凝聚态物理中被大量研究并有广泛应用前景的一种物理现象。通常具有巡游性的电子由于受到各种因素(如无序或电子相互作用等)的影响发生局域化,从而形成了金属—绝缘体相变。然而在实际材料中,由于电子还具有轨道属性... 金属—绝缘体相变是凝聚态物理中被大量研究并有广泛应用前景的一种物理现象。通常具有巡游性的电子由于受到各种因素(如无序或电子相互作用等)的影响发生局域化,从而形成了金属—绝缘体相变。然而在实际材料中,由于电子还具有轨道属性而使该相变的发生变得更加复杂。文章简要回顾了一类考虑电子轨道自由度后发生的较为特殊的金属—绝缘体相变——轨道选择性相变,即由于电子相互作用的影响而在同一原子壳层中出现局域化的电子和巡游电子共存的现象,并讨论了其形成机理和相关的实验。 展开更多

关键词 金属-绝缘体相变 轨道自由度 电子相互作用 多轨道哈巴德模型 动力学平均场

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室温下Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3薄膜的瞬态光响应特性

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作者 严资杰 袁孝 +2 位作者 徐业彬 高国棉 陈长乐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期6080-6083,共4页

在室温下利用波长532nm,脉冲宽度7ns的纳秒脉冲激光研究了不同电压和激光能量密度作用下Pr0.7Ca0.3MnO3薄膜的瞬态光响应特性.在激光能量密度为275.16mJ/cm2时,其最大电阻变化率达到92.3%,响应时间约36ns.室温下电压变化对薄膜的光响应... 在室温下利用波长532nm,脉冲宽度7ns的纳秒脉冲激光研究了不同电压和激光能量密度作用下Pr0.7Ca0.3MnO3薄膜的瞬态光响应特性.在激光能量密度为275.16mJ/cm2时,其最大电阻变化率达到92.3%,响应时间约36ns.室温下电压变化对薄膜的光响应特性影响不大,而诱导光能量密度的影响则很明显,能量密度越大,电阻变化越大,响应时间越短,并且电阻变化和响应时间均与激光能量密度呈非线性关系.这种光响应来源于薄膜中的光致非稳态绝缘体-金属相变,有望在新型光电器件上获得应用. 展开更多

关键词 光响应 钙钛矿薄膜 绝缘体-金属相变

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