二锑化铌的高温高压制备及其物性研究

论文摘要

拓扑绝缘体和拓扑半金属所表现出奇异的物理性质、独特的体态电子结构以及能量的低耗损等特点在半导体应用领域拥有极大的开发潜力。探索更多优质的拓扑材料成为近年来凝聚态物理学科的一个研究热点。最近几年的研究发现VA族元素化合物表现出了许多奇异的物理特性引起了人们的关注。高压是探索新材料、新物相的有效手段。本论文对探索新的拓扑材料做了研究,对VA族元素化合物NbSb2进行了常规表征以及探究高压对该材料性质的影响,得到了以下的研究结果:1.分别用高温高压合成法和自助溶剂法成功制备出单斜相的NbSb2,通过X射线衍射仪（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）分析了两种合成方法制备NbSb2的优劣。测试结果发现自助溶剂法制备出的NbSb2样品比高温高压合成法制备出的样品纯度高、晶粒尺寸大、样品结晶性好。但高温高压合成法制备出的样品致密度高、硬度大、导电导热性能好、可塑性强。NbSb2样品的SEM显示压力对样品合成有较大影响。相较于低压力下的样品,高压力下的样品结构致密,晶粒尺寸大。HRTEM（高分辨透射电镜）的分析结果显示NbSb2晶体表面存在晶面断裂、位错等晶体缺陷。2.利用综合物性测量系统（PPMS）研究了NbSb2低温下的行为。NbSb2表现出很强的金属性,其电阻率随温度的下降单调递减。在磁阻与磁场强度关系的研究中未观察到前人报道的巨磁阻现象,这可能和所制备样品为多晶材料,存在较多缺陷有关。3.利用高压原位同步辐射X射线衍射及高压拉曼研究了NbSb2在高压下晶体结构的稳定性。在035GPa的压力范围内,单斜相C2/m（No.12）的NbSb2的晶体结构稳定性良好,没有出现结构相变。NbSb2沿a,b,c轴的压缩系数不同,NbSb2晶体随着压力的升高过程中,其受压缩程度呈现出了明显的各向异性。NbSb2高压拉曼光谱与高压原位同步辐射X射线衍射谱的变化情况一致,整体的拉曼振动模式都发生蓝移,未发生相变。

论文目录

• 中文摘要
• Absract
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 拓扑材料的研究现状
•     1.2.1 拓扑绝缘体
•     1.2.2 拓扑半金属
•   1.3 高压科学概述
•   1.4 论文的选题意义及研究内容
• 第二章 材料的制备方法与表征方法
•   2.1 材料的制备方法
•     2.1.1 高温高压制备法（HPHT）
•     2.1.2 固相反应制备法
•     2.1.3 助熔剂法（flux）
•   2.2 材料的表征方法
•     2.2.1 X射线衍射（XRD）表征
•     2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）表征
•     2.2.3 透射电子显微镜（TEM）表征
•     2.2.4 综合物性测量系统（PPMS）表征
•     2.2.5 高压光谱表征
•       1 )金刚石对顶砧装置（DAC）
•       2 )高压原位同步辐射X光测量
•       3 )高压原位拉曼光谱测量
• 2的常规表征'>第三章 NbSb₂的常规表征
•   3.1 引言
• 2的合成研究'>  3.2 NbSb₂的合成研究
• 2的自助溶剂法制备'>    3.2.1 NbSb₂的自助溶剂法制备
• 2的高温高压制备'>    3.2.2 NbSb₂的高温高压制备
• 2的SEM表征'>  3.3 NbSb₂的SEM表征
• 2的TEM表征'>  3.4 NbSb₂的TEM表征
• 2的低温行为研究'>  3.5 NbSb₂的低温行为研究
•   3.6 本章小结
• 2的高压研究'>第四章 NbSb₂的高压研究
•   4.1 引言
• 2的高压同步辐射表征'>  4.2 NbSb₂的高压同步辐射表征
•     4.2.1 实验方法
•     4.2.2 结果与分析
• 2的高压拉曼表征'>  4.3 NbSb₂的高压拉曼表征
•     4.3.1 实验方法
•     4.3.2 结果与分析
•   4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吕焘

导师: 王欣

关键词: 半金属,高压,晶体结构

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,无机化工

单位: 吉林大学

分类号: TQ135.12;O469

总页数: 61

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