医学信息工程论文提纲

论文题目：层状结构范德华晶体CrBr₃的磁性研究

摘要：二维层状材料因其丰富且优异的物理性能和化学性能在电子信息工程领域、能源领域及生物医学领域等具有广泛的应用前景。自2004年石墨烯被证实为稳定的二维层状材料以来,众多的层状结构的范德华材料开始被广大科研工作者所关注,成为目前科学研究的焦点。层状结构的范德华材料可以通过物理化学方法解理出具有原子级厚度的单层二维材料,并表现出不同于常规的块体材料的独特物理特性,这些新颖的物理特性将开启未来信息功能材料和器件的新纪元。现有的二维材料大部分属于半导体类,缺乏具有磁性的二维单层材料,阻碍了新型的磁性、磁电和磁光等材料的发展和应用。层状结构的磁性范德华材料种类很多,但是这些材料解理为单层之后磁性会消失,因此科研人员仍在努力寻找能够解理成二维单层磁性材料的母体材料。直到2017年,科研人员首次通过实验证实CrI3和CrGeTe3剥离出的单层薄膜中保留了本征铁磁性,掀起了二维磁性材料研究的热潮。CrBr3是层状结构的范德华磁性材料,与CrI3具有相同的结构,是潜在的二维磁性材料的母体材料。其单晶不易获得,关于它的磁性研究也比较少。本文采用化学气相输运法制备了 CrBr3单晶。结构测量结果表明CrBr3为菱方BiI3结构,层间由范德华力相结合。磁输运测量具体分析了 CrBr3的磁基态和磁性转变,结果显示CrBr3为典型的铁磁性材料,居里温度Tc约为33 K。此外我们运用标度理论的方法对CrBr3的磁相变临界指数进行了分析,得到β=0.258和γ=1.237,不属于传统的临界相互作用模型。对CrBr3磁熵变的分析结果显示,其在居里温度Tc处的顺磁-铁磁转变为二级相变,在磁场变化为5 T时最大磁熵变约为7.2 J·kg-1·K-1,相对制冷功率的最大值达到约191.5 J·kg-1。CrBr3具有制冷效率高、环境友好、成本低廉等优点。

关键词：层状结构;范德华力;CrBr₃;磁相变

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 范德华结构及层状材料研究进展

1.2.1 范德华结构及应用

1.2.2 二维层状材料研究进展

1.2.3 二维磁性材料的研究进展

1.3 磁性材料性能

1.3.1 磁性起源和分类

1.3.2 磁性材料的特点

1.3.3 相变和临界行为

1.4 本论文的主要工作

1.5 论文结构安排

第二章 材料的制备和表征

2.1 晶体的制备

2.2 晶体的结构测量

2.3 晶体的物性测量

2.4 CrBr_3样品的制备

2.5 本章小结

第三章 CrBr_3晶体的结构表征及磁性研究

3.1 二元层状卤化物

3.2 CrBr_3晶体的结构表征

3.3 CrBr_3晶体的磁性研究

3.4 本章小结

第四章 CrBr_3晶体的磁热效应

4.1 磁热效应和磁制冷技术

4.2 磁制冷材料

4.3 CrBr_3的磁热效应

4.4 本章小结

第五章 总结

参考文献

致谢