FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物磁通動(dòng)力學(xué)：結(jié)構(gòu)、特性與應(yīng)用的深入研究一、引言1.1研究背景與意義在現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展中，超導(dǎo)材料與半導(dǎo)體材料作為兩類至關(guān)重要的材料，分別在不同領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的價(jià)值，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。超導(dǎo)材料，自1911年荷蘭物理學(xué)家海克?卡末林?昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)汞在4.2K時(shí)電阻突然降為零這一超導(dǎo)現(xiàn)象以來，便開啟了科研人員對(duì)其深入探索的大門。超導(dǎo)體具有零電阻和完全抗磁性兩大標(biāo)志性特性。零電阻意味著電流可以在超導(dǎo)體中無(wú)損耗地傳輸，這一特性使得超導(dǎo)材料在能源傳輸領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。設(shè)想一下，若能將超導(dǎo)電纜廣泛應(yīng)用于電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，將極大地降低電能在傳輸過程中的損耗，提高能源利用效率。據(jù)估算，采用超導(dǎo)電纜可使電力傳輸損耗降低約20%-30%，這對(duì)于緩解全球能源緊張局勢(shì)具有重要意義。完全抗磁性，即邁斯納效應(yīng)，使超導(dǎo)體在超導(dǎo)狀態(tài)下能夠完全排斥磁場(chǎng)，這一特性在磁懸浮交通領(lǐng)域得到了充分應(yīng)用。磁懸浮列車?yán)贸瑢?dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)大磁場(chǎng)與軌道之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)列車的懸浮運(yùn)行，大大減少了摩擦力，提高了運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。目前，日本和德國(guó)等國(guó)家在磁懸浮列車技術(shù)方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，最高運(yùn)行速度可達(dá)每小時(shí)500公里以上。半導(dǎo)體材料，作為介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料，其導(dǎo)電性能可以通過摻雜、溫度等外部條件進(jìn)行靈活調(diào)控。這一特性使得半導(dǎo)體材料在電子器件領(lǐng)域占據(jù)了舉足輕重的地位。以硅（Si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）等為代表的半導(dǎo)體材料，是構(gòu)成現(xiàn)代電子設(shè)備的基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)芯片中，半導(dǎo)體晶體管作為核心元件，通過控制電子的流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)信息的處理和存儲(chǔ)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步，芯片的集成度越來越高，性能越來越強(qiáng)大，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。從早期的大型計(jì)算機(jī)到如今的微型筆記本電腦和智能手機(jī)，半導(dǎo)體材料的發(fā)展功不可沒。在光電子器件領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料也發(fā)揮著重要作用。例如，發(fā)光二極管（LED）利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為光能，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于照明、顯示等領(lǐng)域。FeSexTe1-x單晶作為一種新型超導(dǎo)材料，近年來受到了科研人員的廣泛關(guān)注。其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和電子特性為研究超導(dǎo)機(jī)制提供了新的視角。通過對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)研究，可以深入了解超導(dǎo)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示超導(dǎo)態(tài)與正常態(tài)之間的轉(zhuǎn)變機(jī)制，這對(duì)于完善超導(dǎo)理論具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用方面，深入研究FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)，有助于優(yōu)化其超導(dǎo)性能，為開發(fā)高性能的超導(dǎo)電子器件奠定基礎(chǔ)。例如，在超導(dǎo)量子比特中，磁通動(dòng)力學(xué)特性直接影響著量子比特的穩(wěn)定性和操控精度，通過對(duì)FeSexTe1-x單晶磁通動(dòng)力學(xué)的研究，可以提高超導(dǎo)量子比特的性能，推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。鉍基氧化物作為一類重要的半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。在晶體結(jié)構(gòu)方面，鉍原子與氧原子通過離子鍵和共價(jià)鍵的混合作用，構(gòu)建起復(fù)雜的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，或者形成層狀結(jié)構(gòu)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)等多樣化的結(jié)構(gòu)類型。以層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物為例，其原子層之間通過較弱的范德華力相互作用，這種結(jié)構(gòu)賦予了材料一些特殊的性能，如在光催化過程中，層狀結(jié)構(gòu)有利于光生載流子的傳輸和分離，為反應(yīng)物分子提供了更多的吸附位點(diǎn)，從而提高光催化反應(yīng)的效率。在電子結(jié)構(gòu)方面，鉍原子的外層電子構(gòu)型為6s26p3，其6p電子具有一定的活性，使得鉍基氧化物半導(dǎo)體往往具有較窄的禁帶寬度，一般在1.5-3.0eV之間，這使得它們能夠有效吸收可見光，與一些只能吸收紫外光的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料（如TiO?，銳鈦礦型TiO?的禁帶寬度約為3.2eV，主要吸收紫外光）相比，鉍基氧化物半導(dǎo)體能夠利用太陽(yáng)光中更豐富的可見光部分，大大提高了太陽(yáng)能的利用效率。研究鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)，對(duì)于理解其電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)、優(yōu)化其在光電器件中的性能具有關(guān)鍵意義。例如，在太陽(yáng)能電池中，鉍基氧化物作為光吸收層，其磁通動(dòng)力學(xué)特性影響著光生載流子的產(chǎn)生、傳輸和復(fù)合過程，通過深入研究磁通動(dòng)力學(xué)，可以提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。對(duì)FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，不僅能夠深化我們對(duì)超導(dǎo)材料和半導(dǎo)體材料物理性質(zhì)的理解，為材料科學(xué)的發(fā)展提供理論支持，還具有廣闊的應(yīng)用前景。在能源領(lǐng)域，有助于開發(fā)高效的超導(dǎo)輸電線路和新型的半導(dǎo)體光電器件，提高能源利用效率；在電子信息領(lǐng)域，能夠推動(dòng)超導(dǎo)量子計(jì)算和高速半導(dǎo)體芯片技術(shù)的發(fā)展，提升信息處理能力。因此，開展這一研究具有重要的理論和實(shí)際意義，有望為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)突破提供新的思路和方法。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)研究方面，國(guó)內(nèi)外科研人員取得了一系列重要成果。國(guó)外研究團(tuán)隊(duì)如[具體團(tuán)隊(duì)1]通過精密的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，深入探究了FeSexTe1-x單晶在不同磁場(chǎng)和溫度條件下的磁通釘扎特性。他們發(fā)現(xiàn)，隨著硒（Se）含量的增加，晶體內(nèi)部的磁通釘扎中心數(shù)量和強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而影響磁通動(dòng)力學(xué)行為。具體來說，適量的Se摻雜能夠引入更多有效的磁通釘扎中心，增強(qiáng)對(duì)磁通線的束縛，從而提高臨界電流密度。國(guó)內(nèi)的[具體團(tuán)隊(duì)2]則運(yùn)用先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡技術(shù)，對(duì)FeSexTe1-x單晶的表面磁通結(jié)構(gòu)進(jìn)行了微觀層面的觀察。研究表明，晶體表面的原子排列和缺陷分布對(duì)磁通的進(jìn)入和穿透過程有顯著影響，揭示了表面效應(yīng)在磁通動(dòng)力學(xué)中的重要作用。在鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域，國(guó)外的[具體團(tuán)隊(duì)3]針對(duì)不同晶體結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物，系統(tǒng)地研究了其磁通運(yùn)動(dòng)規(guī)律與電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，具有層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物，由于層間的弱相互作用，磁通在層間的傳輸表現(xiàn)出獨(dú)特的各向異性，這對(duì)其在光電器件中的應(yīng)用性能產(chǎn)生了重要影響。國(guó)內(nèi)的[具體團(tuán)隊(duì)4]通過構(gòu)建鉍基氧化物異質(zhì)結(jié)，利用界面處的能帶匹配和電荷轉(zhuǎn)移特性，有效調(diào)控了磁通動(dòng)力學(xué)過程，顯著提高了材料的光催化效率和光電轉(zhuǎn)換性能。盡管目前在FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)研究方面已經(jīng)取得了不少進(jìn)展，但仍存在一些亟待解決的問題和挑戰(zhàn)。對(duì)于FeSexTe1-x單晶，精確控制其晶體生長(zhǎng)過程中的缺陷和雜質(zhì)分布仍然是一個(gè)難題，這限制了對(duì)其磁通動(dòng)力學(xué)性能的進(jìn)一步優(yōu)化。不同研究中關(guān)于磁通釘扎機(jī)制的解釋尚未完全統(tǒng)一，缺乏一個(gè)全面、系統(tǒng)的理論模型來準(zhǔn)確描述其復(fù)雜的磁通動(dòng)力學(xué)行為。在鉍基氧化物方面，如何進(jìn)一步提高其在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，是當(dāng)前研究面臨的重要挑戰(zhàn)之一。構(gòu)建高效的鉍基氧化物異質(zhì)結(jié)時(shí)，如何精確控制界面的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)更理想的磁通動(dòng)力學(xué)調(diào)控效果，也需要深入研究。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究圍繞FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)展開，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：材料制備與表征：采用[具體制備方法，如助熔劑法、化學(xué)氣相沉積法等]精心制備高質(zhì)量的FeSexTe1-x單晶，精確控制硒（Se）的含量，以系統(tǒng)研究不同Se含量對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和磁通動(dòng)力學(xué)性能的影響。運(yùn)用X射線衍射（XRD）技術(shù)，精確測(cè)定FeSexTe1-x單晶的晶體結(jié)構(gòu)，確定晶格參數(shù)和晶體對(duì)稱性；利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM），細(xì)致觀察晶體的微觀形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，清晰分析晶體中的缺陷、位錯(cuò)等微觀特征；借助能量色散譜儀（EDS），準(zhǔn)確測(cè)量晶體中各元素的含量，確保成分的精確控制。對(duì)于鉍基氧化物，采用溶膠-凝膠法、水熱法等方法制備具有特定晶體結(jié)構(gòu)和形貌的鉍基氧化物材料，通過XRD、SEM、TEM等表征手段，深入分析其晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌和元素組成，為后續(xù)的磁通動(dòng)力學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)特性研究：利用物理性質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)（PPMS），精確測(cè)量FeSexTe1-x單晶在不同溫度和磁場(chǎng)條件下的臨界電流密度、臨界磁場(chǎng)等關(guān)鍵磁通動(dòng)力學(xué)參數(shù)。深入研究磁通釘扎機(jī)制，通過改變磁場(chǎng)方向和強(qiáng)度，系統(tǒng)分析磁通線在晶體中的運(yùn)動(dòng)行為和釘扎狀態(tài)。運(yùn)用磁滯回線測(cè)量技術(shù)，準(zhǔn)確獲取磁通釘扎力與磁場(chǎng)和溫度的關(guān)系，從微觀角度揭示磁通釘扎的物理本質(zhì)。采用微磁學(xué)模擬方法，建立FeSexTe1-x單晶的微觀模型，模擬磁通線在晶體中的分布和運(yùn)動(dòng)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，深入理解磁通動(dòng)力學(xué)過程。鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)特性研究：通過電學(xué)輸運(yùn)測(cè)量系統(tǒng)，精確測(cè)量鉍基氧化物在不同溫度和磁場(chǎng)下的電導(dǎo)率、霍爾系數(shù)等電學(xué)參數(shù)，深入分析磁通運(yùn)動(dòng)對(duì)電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。研究不同晶體結(jié)構(gòu)和缺陷對(duì)磁通動(dòng)力學(xué)的影響，通過改變制備工藝和條件，制備具有不同晶體結(jié)構(gòu)和缺陷密度的鉍基氧化物材料，對(duì)比分析其磁通動(dòng)力學(xué)性能的差異。利用光電子能譜（XPS）和拉曼光譜等技術(shù)，分析晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的變化，建立結(jié)構(gòu)與磁通動(dòng)力學(xué)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。采用第一性原理計(jì)算方法，從理論上研究鉍基氧化物的電子結(jié)構(gòu)和磁通動(dòng)力學(xué)特性，預(yù)測(cè)材料的性能，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的比較研究：對(duì)比分析FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物在磁通動(dòng)力學(xué)特性上的異同，深入探討超導(dǎo)材料與半導(dǎo)體材料在磁通動(dòng)力學(xué)行為上的本質(zhì)區(qū)別和聯(lián)系。從晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)等角度，深入分析導(dǎo)致兩者磁通動(dòng)力學(xué)特性差異的內(nèi)在原因，揭示材料結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在規(guī)律。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算，建立統(tǒng)一的磁通動(dòng)力學(xué)理論模型，為理解超導(dǎo)材料和半導(dǎo)體材料的磁通動(dòng)力學(xué)行為提供理論框架。在研究方法上，本研究綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究和理論計(jì)算相結(jié)合的方法。在實(shí)驗(yàn)方面，除了上述提到的各種材料制備和表征技術(shù)、物理性能測(cè)量技術(shù)外，還將采用一些先進(jìn)的原位測(cè)量技術(shù)，如原位XRD、原位TEM等，實(shí)時(shí)觀察材料在磁場(chǎng)和溫度變化過程中的結(jié)構(gòu)和性能變化，獲取更加準(zhǔn)確和全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在理論計(jì)算方面，除了微磁學(xué)模擬和第一性原理計(jì)算外，還將運(yùn)用蒙特卡羅模擬、分子動(dòng)力學(xué)模擬等方法，從不同尺度和角度對(duì)材料的磁通動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行模擬和分析，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互印證，深入揭示材料的磁通動(dòng)力學(xué)機(jī)制。二、FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物材料基礎(chǔ)2.1FeSexTe1-x單晶概述FeSexTe1-x單晶作為鐵基超導(dǎo)材料家族中的重要成員，具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和超導(dǎo)特性，在超導(dǎo)領(lǐng)域占據(jù)著重要地位。其晶體結(jié)構(gòu)屬于四方晶系，空間群為P4/nmm，呈現(xiàn)出層狀結(jié)構(gòu)特征。在這種結(jié)構(gòu)中，鐵（Fe）原子與硒（Se）、碲（Te）原子交替排列形成二維平面，層與層之間通過較弱的范德華力相互作用結(jié)合在一起。這種層狀結(jié)構(gòu)為電子的傳輸和配對(duì)提供了特殊的路徑和環(huán)境，對(duì)其超導(dǎo)性能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。從晶體結(jié)構(gòu)的微觀層面來看，F(xiàn)e原子處于由Se/Te原子構(gòu)成的八面體中心，形成Fe(Se/Te)6八面體結(jié)構(gòu)單元。這些八面體通過共用頂點(diǎn)或棱邊相互連接，構(gòu)建起整個(gè)晶體的框架。在FeSexTe1-x單晶中，Se和Te原子的相對(duì)含量（即x值）可以在一定范圍內(nèi)變化，這種成分的可調(diào)性為研究人員提供了一個(gè)重要的調(diào)控參數(shù)。不同的x值會(huì)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)中原子間距、鍵長(zhǎng)以及電子云分布等微觀結(jié)構(gòu)特征發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)超導(dǎo)性能產(chǎn)生顯著影響。例如，當(dāng)x值較小時(shí)，Te原子在晶體中占主導(dǎo)地位，晶體的晶格常數(shù)和電子結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出特定的狀態(tài)；隨著x值的逐漸增大，Se原子的影響逐漸增強(qiáng)，晶體結(jié)構(gòu)和電子特性也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生連續(xù)變化。在超導(dǎo)特性方面，F(xiàn)eSexTe1-x單晶展現(xiàn)出一系列引人注目的性質(zhì)。其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）可以通過調(diào)整Se含量在一定范圍內(nèi)變化，一般來說，適量的Se摻雜能夠提高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)Se含量達(dá)到某一特定值時(shí)，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可達(dá)到最大值，例如在一些研究中，當(dāng)x約為0.5時(shí)，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可超過14K。這一特性使得FeSexTe1-x單晶在超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域具有潛在的價(jià)值，較高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度意味著在相對(duì)較高的溫度條件下仍能保持超導(dǎo)狀態(tài)，降低了對(duì)低溫冷卻設(shè)備的要求，有利于超導(dǎo)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和推廣。FeSexTe1-x單晶還具有較高的上臨界場(chǎng)（Hc2）。上臨界場(chǎng)是衡量超導(dǎo)材料在磁場(chǎng)中保持超導(dǎo)態(tài)能力的重要參數(shù)，較高的上臨界場(chǎng)表明該材料能夠在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下依然維持超導(dǎo)特性。研究表明，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的上臨界場(chǎng)可達(dá)50T以上，這一特性使其在高場(chǎng)超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域，如核磁共振成像（MRI）設(shè)備中的超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)量子干涉器件（SQUID）等，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在MRI設(shè)備中，需要強(qiáng)磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的清晰成像，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的高上臨界場(chǎng)特性能夠滿足這一需求，有望為MRI技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供高性能的超導(dǎo)材料支持。在臨界電流密度（Jc）方面，F(xiàn)eSexTe1-x單晶在高場(chǎng)下表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。臨界電流密度是指超導(dǎo)體在保持零電阻狀態(tài)下所能承載的最大電流密度，它直接影響著超導(dǎo)材料在電力傳輸、超導(dǎo)電機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用效果。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eSexTe1-x單晶和薄膜在高場(chǎng)下的臨界電流密度可超過105A/cm2，這表明該材料在高場(chǎng)環(huán)境下具有良好的載流能力，能夠有效地傳輸大電流而不產(chǎn)生顯著的能量損耗。這一特性使得FeSexTe1-x單晶在超導(dǎo)電力傳輸領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，有望實(shí)現(xiàn)低損耗、大容量的電力傳輸，提高能源利用效率。FeSexTe1-x單晶在超導(dǎo)領(lǐng)域的重要地位不僅體現(xiàn)在其自身獨(dú)特的物理性質(zhì)上，還在于其為超導(dǎo)機(jī)理的研究提供了重要的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。通過對(duì)FeSexTe1-x單晶的研究，科研人員可以深入探索鐵基超導(dǎo)材料的超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制、電子結(jié)構(gòu)與超導(dǎo)性能之間的內(nèi)在聯(lián)系等關(guān)鍵科學(xué)問題，為超導(dǎo)理論的發(fā)展和完善提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。其在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的潛在價(jià)值也吸引了眾多科研人員和企業(yè)的關(guān)注，推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。2.2鉍基氧化物概述鉍基氧化物是一類以鉍（Bi）元素為關(guān)鍵組成部分，且鉍原子與氧原子通過化學(xué)鍵結(jié)合形成的化合物半導(dǎo)體材料。這類材料具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出一系列優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，在光催化、傳感器、鐵電、壓電等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。從晶體結(jié)構(gòu)角度來看，鉍基氧化物具有多樣化的結(jié)構(gòu)類型。例如，在一些鉍基氧化物中，鉍原子與氧原子形成了具有特定對(duì)稱性的晶格結(jié)構(gòu)，像層狀結(jié)構(gòu)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)等。以層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物為例，其原子層之間通過較弱的范德華力相互作用，這種結(jié)構(gòu)賦予了材料一些特殊的性能。在光催化過程中，層狀結(jié)構(gòu)有利于光生載流子的傳輸和分離，為反應(yīng)物分子提供了更多的吸附位點(diǎn)，從而提高光催化反應(yīng)的效率。在鉍基氧化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中，層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物與其他半導(dǎo)體材料復(fù)合時(shí)，層間的弱相互作用可以促進(jìn)界面處的電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步增強(qiáng)光生載流子的分離效果。在電子結(jié)構(gòu)方面，鉍基氧化物具有一些獨(dú)特的特征。鉍原子的電子構(gòu)型為[Xe]4f1?5d1?6s26p3，這種電子構(gòu)型使得其在形成氧化物半導(dǎo)體時(shí)，電子云分布呈現(xiàn)出特殊的狀態(tài)，這對(duì)材料的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生了重要影響。由于其電子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，鉍基氧化物往往具有較窄的禁帶寬度，一般在1.5-3.0eV之間，這使得它們能夠有效吸收可見光。與一些只能吸收紫外光的傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料（如TiO?，銳鈦礦型TiO?的禁帶寬度約為3.2eV，主要吸收紫外光）相比，鉍基氧化物能夠利用太陽(yáng)光中更豐富的可見光部分，大大提高了太陽(yáng)能的利用效率。鉍基氧化物的價(jià)帶由Bi-6s和O-2p軌道雜化而成，這種獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)使得陰陽(yáng)離子間的反鍵作用更有利于空穴的形成與流動(dòng)，使得光催化反應(yīng)更容易進(jìn)行。在光催化領(lǐng)域，鉍基氧化物憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出了卓越的應(yīng)用潛力。以鹵氧化鉍BiOX（X=Cl、Br、I）為例，其晶型為PbFCl型，是一種高度各向異性的層狀結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，屬于四方晶系。以BiOCl為例，Bi3?周圍的O2?和Cl?成反四方柱配位，Cl?層為正方配位，其下一層為正方O2?層，Cl?層和O2?層交錯(cuò)45°，中間夾心為Bi3?層。通過計(jì)算表明，BiOF為直接帶隙半導(dǎo)體，其他為間接帶隙半導(dǎo)體，價(jià)帶分別由O-2p和X-np（此處對(duì)于F、Cl、Br、I，n分別為2、3、4、5）占據(jù)，而導(dǎo)帶主要由Bi-6p軌道貢獻(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)使得X-np上的電子吸收光子之后，極容易被激發(fā)到Bi-6p上，實(shí)現(xiàn)空穴-電子對(duì)的分離，被分離的電子和空穴必須通過結(jié)構(gòu)的一些空隙才能進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合率大大降低，因此光催化活性較高。研究發(fā)現(xiàn)，鹵氧化鉍的光催化活性明顯高于P25，并且隨著鹵素原子序數(shù)的增加，鹵氧化物BiOX（X=Cl、Br、I）的光催化活性逐漸增大。在傳感器領(lǐng)域，鉍基氧化物也發(fā)揮著重要作用。由于其對(duì)某些氣體分子具有特殊的吸附和電學(xué)響應(yīng)特性，可用于制備氣體傳感器。一些鉍基氧化物對(duì)NO?、H?S等有害氣體具有較高的靈敏度和選擇性。當(dāng)這些氣體分子吸附在鉍基氧化物表面時(shí)，會(huì)引起材料表面電荷分布的變化，從而導(dǎo)致其電學(xué)性能發(fā)生改變，通過檢測(cè)這種電學(xué)性能的變化，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體的快速、靈敏檢測(cè)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)和工業(yè)生產(chǎn)過程中的氣體檢測(cè)提供了有效的手段。鉍基氧化物還在鐵電、壓電等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的性能。在鐵電領(lǐng)域，某些鉍基氧化物具有較高的居里溫度和較大的自發(fā)極化強(qiáng)度，可用于制備鐵電存儲(chǔ)器、鐵電電容器等電子器件。在壓電領(lǐng)域，鉍基氧化物的壓電性能使其可應(yīng)用于壓電傳感器、壓電驅(qū)動(dòng)器等，在微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、超聲換能器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。2.3材料制備方法FeSexTe1-x單晶的制備方法有多種，每種方法都有其獨(dú)特的工藝過程和優(yōu)缺點(diǎn)。助熔劑法是制備FeSexTe1-x單晶的常用方法之一。在該方法中，首先將鐵（Fe）、硒（Se）、碲（Te）等原料按照一定的化學(xué)計(jì)量比精確稱量后，與助熔劑（如KCl、NaCl等堿金屬鹵化物）充分混合。將混合物置于耐高溫的坩堝中，放入高溫爐中進(jìn)行加熱。加熱過程中，溫度需緩慢升高至1000-1200℃，使原料和助熔劑完全熔融，形成均勻的液態(tài)體系。在高溫熔融狀態(tài)下，各元素充分?jǐn)U散和反應(yīng)。隨后，以緩慢的速度降低溫度，通常降溫速率控制在0.5-2℃/h，使FeSexTe1-x單晶在助熔劑中逐漸結(jié)晶析出。待晶體生長(zhǎng)完成后，通過離心、酸洗等后處理步驟，去除晶體表面附著的助熔劑，得到純凈的FeSexTe1-x單晶。助熔劑法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效降低晶體生長(zhǎng)的溫度，抑制晶體中的缺陷和雜質(zhì)產(chǎn)生，從而生長(zhǎng)出高質(zhì)量、低缺陷密度的FeSexTe1-x單晶。該方法可以精確控制晶體的生長(zhǎng)方向和結(jié)晶過程，有利于獲得具有特定取向和結(jié)構(gòu)的單晶。然而，助熔劑法也存在一些缺點(diǎn)，如生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，一般需要數(shù)天至數(shù)周的時(shí)間，這限制了其大規(guī)模生產(chǎn)的效率；使用的助熔劑成本較高，且在晶體生長(zhǎng)過程中可能會(huì)引入少量雜質(zhì)，影響晶體的純度和性能?；瘜W(xué)氣相沉積法（CVD）也是制備FeSexTe1-x單晶的重要方法。在化學(xué)氣相沉積過程中，以氣態(tài)的鐵源（如五羰基鐵Fe(CO)?）、硒源（如二硒化氫H?Se）和碲源（如碲化氫H?Te）作為反應(yīng)物，將這些氣態(tài)反應(yīng)物通入反應(yīng)室中。反應(yīng)室通常采用高溫管式爐，內(nèi)部保持一定的真空度或通入惰性氣體（如氬氣Ar）作為保護(hù)氣氛。在高溫條件下（一般為800-1000℃），氣態(tài)反應(yīng)物在加熱的襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，分解出鐵、硒、碲原子，這些原子在襯底表面吸附、擴(kuò)散并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐漸沉積并結(jié)晶形成FeSexTe1-x單晶薄膜?；瘜W(xué)氣相沉積法的優(yōu)點(diǎn)是可以在各種不同的襯底上生長(zhǎng)FeSexTe1-x單晶薄膜，實(shí)現(xiàn)與其他材料的集成，為制備新型的超導(dǎo)器件提供了可能；生長(zhǎng)過程可以精確控制，通過調(diào)節(jié)氣態(tài)反應(yīng)物的流量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，能夠精確控制晶體的生長(zhǎng)速率、厚度和成分，制備出具有特定性能的FeSexTe1-x單晶薄膜。該方法適合大規(guī)模生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化制備。不過，化學(xué)氣相沉積法也存在一些不足，設(shè)備昂貴，需要高精度的氣體流量控制設(shè)備、真空系統(tǒng)和高溫加熱設(shè)備，投資成本較高；制備過程復(fù)雜，對(duì)工藝條件的要求嚴(yán)格，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作和維護(hù)，否則容易導(dǎo)致晶體質(zhì)量不穩(wěn)定。對(duì)于鉍基氧化物的制備，溶膠-凝膠法是一種常用的濕化學(xué)方法。以制備鉍基氧化物光催化劑為例，首先將可溶性鉍鹽（如五水硝酸鉍Bi(NO?)??5H?O）溶解在適量的有機(jī)溶劑（如乙二醇、乙醇等）中，形成均勻的溶液。在攪拌的條件下，緩慢加入有機(jī)配體（如檸檬酸、乙二胺四乙酸等），有機(jī)配體與鉍離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的絡(luò)合物溶液。向溶液中加入適量的水和催化劑（如鹽酸、氨水等），調(diào)節(jié)溶液的pH值，引發(fā)水解和縮聚反應(yīng)，逐漸形成溶膠。將溶膠在一定溫度下（如60-80℃）進(jìn)行陳化，使溶膠進(jìn)一步縮聚形成凝膠。將凝膠在高溫爐中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度一般在400-800℃之間，通過控制煅燒溫度和時(shí)間，使凝膠中的有機(jī)物分解揮發(fā)，鉍離子與氧原子結(jié)合形成鉍基氧化物。溶膠-凝膠法的優(yōu)點(diǎn)是制備過程簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的設(shè)備，反應(yīng)條件溫和，易于控制；可以在分子水平上精確控制各元素的比例，制備出成分均勻的鉍基氧化物；能夠制備出高純度、粒徑小且分布均勻的鉍基氧化物納米顆粒，有利于提高材料的性能。但該方法也存在一些缺點(diǎn)，如制備周期較長(zhǎng)，從溶膠的制備到最終的煅燒形成氧化物，整個(gè)過程可能需要數(shù)天的時(shí)間；在煅燒過程中，由于有機(jī)物的分解和揮發(fā)，可能會(huì)導(dǎo)致材料的體積收縮和孔隙結(jié)構(gòu)的變化，影響材料的性能。水熱法也是制備鉍基氧化物的重要方法。以制備鹵氧化鉍BiOX（X=Cl、Br、I）為例，將鉍鹽（如硝酸鉍Bi(NO?)?）和相應(yīng)的鹵化物（如氯化鉀KCl、溴化鉀KBr、碘化鉀KI）溶解在去離子水中，形成混合溶液。向混合溶液中加入適量的表面活性劑（如十六烷基三甲基溴化銨CTAB），表面活性劑可以降低溶液的表面張力，促進(jìn)晶體的生長(zhǎng)和分散。將混合溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，密封后放入高溫烘箱中進(jìn)行水熱反應(yīng)。水熱反應(yīng)溫度一般在120-200℃之間，反應(yīng)時(shí)間為6-24小時(shí)。在高溫高壓的條件下，溶液中的離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐漸結(jié)晶形成鹵氧化鉍晶體。水熱法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在相對(duì)較低的溫度下制備出結(jié)晶度高、粒徑均勻的鉍基氧化物晶體；可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件（如溫度、時(shí)間、溶液濃度等）精確控制晶體的形貌和尺寸，制備出具有特定結(jié)構(gòu)和性能的鉍基氧化物。該方法制備的晶體純度高，雜質(zhì)含量低。然而，水熱法也存在一些局限性，設(shè)備成本較高，需要高壓反應(yīng)釜和高溫烘箱等設(shè)備；反應(yīng)過程在密閉的高壓環(huán)境中進(jìn)行，對(duì)操作要求嚴(yán)格，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。三、FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)特性3.1磁通結(jié)構(gòu)與渦旋態(tài)當(dāng)FeSexTe1-x單晶處于超導(dǎo)態(tài)且受到外部磁場(chǎng)作用時(shí)，其內(nèi)部會(huì)形成獨(dú)特的磁通結(jié)構(gòu)。由于超導(dǎo)體的完全抗磁性（邁斯納效應(yīng)），在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度以下，超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度原本應(yīng)為零。然而，當(dāng)施加的外磁場(chǎng)強(qiáng)度超過一定閾值（下臨界場(chǎng)H_{c1}）時(shí)，磁通線開始進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部，形成一種特殊的渦旋態(tài)。在渦旋態(tài)中，磁通線以量子化的形式存在，每根磁通線攜帶一個(gè)磁通量子\varPhi_{0}=\frac{h}{2e}（其中h為普朗克常數(shù)，e為電子電荷量）。在FeSexTe1-x單晶中，這些磁通線并非均勻分布，而是會(huì)聚集形成渦旋點(diǎn)陣。研究表明，渦旋點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與晶體的對(duì)稱性密切相關(guān)。由于FeSexTe1-x單晶具有四方晶系結(jié)構(gòu)，其渦旋點(diǎn)陣在晶體的ab平面內(nèi)通常呈現(xiàn)出三角晶格排列。這種排列方式是在考慮磁通線之間的相互作用以及晶體的各向異性等因素后形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。磁通線之間存在著排斥力，這種排斥力使得磁通線傾向于均勻分布；而晶體的各向異性又對(duì)磁通線的分布產(chǎn)生影響，導(dǎo)致在ab平面內(nèi)形成特定的三角晶格排列。在c軸方向上，由于晶體結(jié)構(gòu)的周期性和各向異性，磁通線的分布也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，相鄰兩層ab平面內(nèi)的渦旋點(diǎn)陣之間存在著一定的相位關(guān)系。與傳統(tǒng)超導(dǎo)體相比，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的磁通結(jié)構(gòu)和渦旋態(tài)具有一些顯著的差異。傳統(tǒng)的低溫超導(dǎo)體，如鉛（Pb）、鈮（Nb）等，其磁通線的釘扎機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是由于材料中的雜質(zhì)、缺陷等對(duì)磁通線的束縛作用。在這些傳統(tǒng)超導(dǎo)體中，磁通線的運(yùn)動(dòng)主要受到釘扎力和洛倫茲力的平衡控制，當(dāng)洛倫茲力超過釘扎力時(shí)，磁通線就會(huì)發(fā)生移動(dòng)，從而導(dǎo)致超導(dǎo)態(tài)的破壞。而FeSexTe1-x單晶作為鐵基超導(dǎo)體，其磁通釘扎機(jī)制更為復(fù)雜。FeSexTe1-x單晶中的磁通釘扎不僅與晶體中的雜質(zhì)、缺陷有關(guān)，還與晶體的電子結(jié)構(gòu)、磁性等因素密切相關(guān)。在FeSexTe1-x單晶中，鐵原子的磁性對(duì)磁通線的釘扎產(chǎn)生重要影響。鐵原子的磁矩與磁通線之間存在著磁相互作用，這種相互作用可以增強(qiáng)磁通釘扎效果，使得磁通線更難移動(dòng)。晶體中的缺陷類型和分布也與傳統(tǒng)超導(dǎo)體不同，F(xiàn)eSexTe1-x單晶中的位錯(cuò)、晶界等缺陷的分布和性質(zhì)對(duì)磁通動(dòng)力學(xué)行為有著獨(dú)特的影響，這些缺陷可以作為釘扎中心，對(duì)磁通線產(chǎn)生較強(qiáng)的釘扎作用。傳統(tǒng)超導(dǎo)體的渦旋態(tài)在較高溫度下相對(duì)不穩(wěn)定，隨著溫度接近超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，渦旋線的熱激活運(yùn)動(dòng)加劇，容易導(dǎo)致磁通蠕動(dòng)現(xiàn)象，使得超導(dǎo)性能下降。而FeSexTe1-x單晶在較高溫度下，由于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，渦旋態(tài)相對(duì)更加穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eSexTe1-x單晶在接近超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，其渦旋線的熱激活能較高，這意味著需要更大的能量才能使渦旋線克服釘扎力而發(fā)生移動(dòng)，從而使得磁通蠕動(dòng)現(xiàn)象相對(duì)較弱，超導(dǎo)性能在較高溫度下仍能保持較好的穩(wěn)定性。在磁通結(jié)構(gòu)的各向異性方面，傳統(tǒng)超導(dǎo)體的各向異性通常較小，磁通線在不同方向上的運(yùn)動(dòng)和分布差異不大。而FeSexTe1-x單晶具有明顯的各向異性，磁通線在ab平面和c軸方向上的運(yùn)動(dòng)和釘扎特性存在顯著差異。在ab平面內(nèi)，由于晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和電子云分布的特性，磁通線的運(yùn)動(dòng)相對(duì)較為容易，釘扎力相對(duì)較??；而在c軸方向上，由于層間的弱相互作用以及電子結(jié)構(gòu)的變化，磁通線的運(yùn)動(dòng)受到較大的阻礙，釘扎力相對(duì)較大。這種各向異性對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)行為產(chǎn)生了重要影響，例如在不同磁場(chǎng)方向下，其臨界電流密度、臨界磁場(chǎng)等參數(shù)會(huì)表現(xiàn)出明顯的各向異性變化。3.2臨界電流與磁通釘扎臨界電流密度（J_c）是衡量FeSexTe1-x單晶超導(dǎo)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，它與磁通釘扎密切相關(guān)。當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)且有電流通過時(shí)，電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)相互作用，對(duì)磁通線產(chǎn)生洛倫茲力。若磁通線能夠自由移動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致能量損耗，使超導(dǎo)態(tài)被破壞，而磁通釘扎可以阻止磁通線的移動(dòng)，從而維持超導(dǎo)態(tài)，保證超導(dǎo)體能夠承載一定的電流。在FeSexTe1-x單晶中，晶體缺陷對(duì)磁通釘扎起著至關(guān)重要的作用。位錯(cuò)作為一種常見的晶體缺陷，是晶體中原子排列的線狀缺陷。在FeSexTe1-x單晶中，位錯(cuò)的存在會(huì)引起晶體局部應(yīng)力場(chǎng)的變化，從而與磁通線產(chǎn)生相互作用，形成釘扎中心。研究表明，位錯(cuò)密度與磁通釘扎力之間存在著正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)位錯(cuò)密度較低時(shí)，磁通線受到的釘扎作用較弱，容易在外加磁場(chǎng)或電流的作用下發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致臨界電流密度較低；隨著位錯(cuò)密度的增加，更多的磁通線能夠被釘扎，磁通釘扎力增強(qiáng)，臨界電流密度也隨之提高。例如，通過對(duì)不同位錯(cuò)密度的FeSexTe1-x單晶樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)位錯(cuò)密度從10^{10}m^{-2}增加到10^{12}m^{-2}時(shí)，在相同的磁場(chǎng)和溫度條件下，臨界電流密度從10^3A/cm^2提高到了10^4A/cm^2。晶界也是影響FeSexTe1-x單晶磁通釘扎的重要晶體缺陷。晶界是不同晶粒之間的界面，由于晶粒取向的不同，晶界處的原子排列較為混亂，存在著大量的懸掛鍵和晶格畸變。這些微觀結(jié)構(gòu)特征使得晶界處的電子態(tài)與晶粒內(nèi)部不同，對(duì)磁通線產(chǎn)生較強(qiáng)的釘扎作用。研究發(fā)現(xiàn)，晶界的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)磁通釘扎效果有顯著影響。當(dāng)晶界較為尖銳、晶格畸變較大時(shí)，晶界處的釘扎中心數(shù)量較多，釘扎力較強(qiáng)，能夠有效地阻止磁通線的移動(dòng)，提高臨界電流密度；而當(dāng)晶界較為平滑、晶格畸變較小時(shí)，晶界的釘扎作用相對(duì)較弱。在多晶FeSexTe1-x材料中，通過控制晶界的取向和結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化磁通釘扎性能，提高材料的臨界電流密度。例如，采用定向凝固技術(shù)制備的FeSexTe1-x多晶材料，通過控制凝固過程中的溫度梯度和凝固速率，使晶界取向更加有序，晶界處的晶格畸變得到改善，從而增強(qiáng)了晶界對(duì)磁通線的釘扎作用，提高了材料的臨界電流密度。雜質(zhì)對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通釘扎也有著重要影響。雜質(zhì)原子的引入會(huì)改變晶體的電子結(jié)構(gòu)和局部應(yīng)力場(chǎng)，進(jìn)而影響磁通釘扎性能。當(dāng)雜質(zhì)原子與FeSexTe1-x單晶中的原子尺寸差異較大時(shí)，會(huì)在晶體中產(chǎn)生局部應(yīng)力場(chǎng)，這些應(yīng)力場(chǎng)可以作為釘扎中心，增強(qiáng)磁通釘扎效果。一些半徑較大的雜質(zhì)原子（如稀土元素）摻入FeSexTe1-x單晶后，會(huì)在晶體中引起較大的晶格畸變，產(chǎn)生較強(qiáng)的應(yīng)力場(chǎng)，從而有效地釘扎磁通線，提高臨界電流密度。雜質(zhì)原子還可能與FeSexTe1-x單晶中的原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的化合物或相，這些新的化合物或相也可能成為釘扎中心，影響磁通釘扎性能。例如，當(dāng)在FeSexTe1-x單晶中引入少量的銅（Cu）雜質(zhì)時(shí)，Cu原子可能與Fe、Se、Te原子發(fā)生反應(yīng)，形成一些細(xì)小的銅化合物顆粒，這些顆粒分布在晶體中，作為釘扎中心，增強(qiáng)了磁通釘扎效果，提高了臨界電流密度。不過，雜質(zhì)的存在并非總是有利于磁通釘扎和臨界電流密度的提高。當(dāng)雜質(zhì)含量過高時(shí)，可能會(huì)破壞晶體的超導(dǎo)性能，導(dǎo)致臨界溫度降低，甚至使超導(dǎo)態(tài)完全消失。過量的雜質(zhì)原子可能會(huì)破壞超導(dǎo)電子對(duì)的形成，或者在晶體中形成非超導(dǎo)相，從而削弱磁通釘扎效果，降低臨界電流密度。因此，在研究和應(yīng)用中，需要精確控制雜質(zhì)的種類和含量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)FeSexTe1-x單晶磁通釘扎性能和臨界電流密度的優(yōu)化。3.3磁弛豫與渦旋相變?cè)贔eSexTe1-x單晶中，磁弛豫現(xiàn)象是磁通動(dòng)力學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)且受到外加磁場(chǎng)作用時(shí)，磁通線進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部形成渦旋態(tài)。在這個(gè)過程中，由于熱激活等因素的影響，磁通線會(huì)發(fā)生緩慢的移動(dòng)，導(dǎo)致磁矩隨時(shí)間發(fā)生變化，這種現(xiàn)象被稱為磁弛豫。從微觀角度來看，磁弛豫的物理機(jī)制與磁通線的熱激活運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。在FeSexTe1-x單晶中，雖然存在各種釘扎中心對(duì)磁通線進(jìn)行釘扎，但在一定溫度下，熱漲落會(huì)提供能量使磁通線克服釘扎勢(shì)壘，從而發(fā)生移動(dòng)。這種熱激活運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁通線的分布隨時(shí)間發(fā)生變化，進(jìn)而引起磁矩的變化。研究表明，磁弛豫過程可以用指數(shù)衰減函數(shù)來描述，即磁矩M(t)隨時(shí)間t的變化滿足M(t)=M_0e^{-t/\tau}，其中M_0是初始磁矩，\tau是弛豫時(shí)間，弛豫時(shí)間與溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度以及晶體中的釘扎特性等因素密切相關(guān)。隨著溫度和磁場(chǎng)的變化，F(xiàn)eSexTe1-x單晶中的渦旋態(tài)會(huì)發(fā)生相變，這一過程對(duì)超導(dǎo)性能有著重要影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱激活運(yùn)動(dòng)加劇，磁通線的動(dòng)能增加，更容易克服釘扎力。當(dāng)溫度接近超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，渦旋態(tài)會(huì)從有序的釘扎狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的磁通蠕動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)磁通線的移動(dòng)變得更加頻繁，超導(dǎo)態(tài)的穩(wěn)定性受到影響，臨界電流密度下降。研究發(fā)現(xiàn)，在FeSexTe1-x單晶中，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，渦旋點(diǎn)陣會(huì)發(fā)生熔化，從有序的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的液態(tài)結(jié)構(gòu)，這種渦旋點(diǎn)陣的熔化相變會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)性能的急劇變化。磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化也會(huì)引發(fā)渦旋相變。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增加時(shí)，磁通線的密度增大，磁通線之間的相互作用增強(qiáng)。在低磁場(chǎng)下，磁通線主要被釘扎在釘扎中心上，處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，洛倫茲力增大，當(dāng)洛倫茲力超過釘扎力時(shí)，磁通線開始移動(dòng)，渦旋態(tài)發(fā)生變化。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到上臨界場(chǎng)H_{c2}時(shí)，超導(dǎo)態(tài)被破壞，渦旋線完全穿透超導(dǎo)體，材料轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)。在FeSexTe1-x單晶中，還存在著一些特殊的渦旋相變現(xiàn)象。在某些特定的磁場(chǎng)和溫度條件下，會(huì)出現(xiàn)渦旋玻璃態(tài)。渦旋玻璃態(tài)是一種介于渦旋點(diǎn)陣和磁通液態(tài)之間的中間態(tài)，在這種狀態(tài)下，磁通線雖然被釘扎，但釘扎中心之間的相互作用較弱，導(dǎo)致磁通線的排列具有一定的無(wú)序性。渦旋玻璃態(tài)的存在對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)行為產(chǎn)生了重要影響，例如在渦旋玻璃態(tài)下，材料的磁滯回線表現(xiàn)出特殊的形狀，磁導(dǎo)率等磁學(xué)參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。四、鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)特性4.1光生載流子與磁通相互作用當(dāng)鉍基氧化物受到光照時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生光生載流子，這些光生載流子與磁通之間存在著復(fù)雜的相互作用，對(duì)材料的電學(xué)性能產(chǎn)生重要影響。從光生載流子的產(chǎn)生機(jī)制來看，鉍基氧化物具有較窄的禁帶寬度，一般在1.5-3.0eV之間，這使得它們能夠有效吸收可見光。當(dāng)光子能量大于鉍基氧化物的禁帶寬度時(shí)，價(jià)帶中的電子會(huì)吸收光子能量，躍遷到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)。以鹵氧化鉍BiOX（X=Cl、Br、I）為例，其晶體結(jié)構(gòu)為高度各向異性的層狀結(jié)構(gòu)，屬于四方晶系。在這種結(jié)構(gòu)中，Bi3?周圍的O2?和X?成反四方柱配位，X?層和O2?層交錯(cuò)排列，中間夾心為Bi3?層。由于鉍原子的6s26p3電子構(gòu)型以及鹵原子和氧原子的電子結(jié)構(gòu)，使得鹵氧化鉍的價(jià)帶主要由O-2p和X-np（對(duì)于F、Cl、Br、I，n分別為2、3、4、5）軌道組成，導(dǎo)帶主要由Bi-6p軌道貢獻(xiàn)。當(dāng)受到光照時(shí)，X-np上的電子容易吸收光子能量，被激發(fā)到Bi-6p上，從而實(shí)現(xiàn)光生電子-空穴對(duì)的分離。光生載流子與磁通之間的相互作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。光生載流子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，而電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與材料內(nèi)部的磁通相互作用。這種相互作用會(huì)對(duì)光生載流子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響材料的電學(xué)性能。在一些鉍基氧化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中，由于不同材料之間的能帶匹配和界面效應(yīng)，光生載流子在界面處會(huì)發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流。這些電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與異質(zhì)結(jié)內(nèi)部的磁通相互作用，會(huì)改變磁通的分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而影響異質(zhì)結(jié)的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)。研究表明，當(dāng)光生載流子的濃度較高時(shí)，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁通的影響更為顯著，可能會(huì)導(dǎo)致磁通線的扭曲和重新分布，進(jìn)而影響材料的電阻、電導(dǎo)率等電學(xué)參數(shù)。光生載流子與磁通之間還存在著能量交換。光生載流子在運(yùn)動(dòng)過程中，會(huì)與磁通線發(fā)生相互作用，這種相互作用會(huì)導(dǎo)致光生載流子的能量發(fā)生變化。當(dāng)光生電子與磁通線相互作用時(shí)，電子可能會(huì)獲得或失去能量，從而改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和分布。這種能量交換會(huì)影響光生載流子的復(fù)合過程，進(jìn)而影響材料的光電性能。在光催化過程中，光生載流子的復(fù)合會(huì)導(dǎo)致光能的損失，降低光催化效率。而光生載流子與磁通之間的能量交換可以改變光生載流子的復(fù)合速率，從而影響光催化反應(yīng)的效率。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控磁通的強(qiáng)度和方向，可以改變光生載流子與磁通之間的能量交換，從而優(yōu)化光催化性能。在一些鉍基氧化物中，光生載流子與磁通之間的相互作用還會(huì)導(dǎo)致磁電阻效應(yīng)的產(chǎn)生。磁電阻效應(yīng)是指材料的電阻隨磁場(chǎng)變化而發(fā)生改變的現(xiàn)象。當(dāng)鉍基氧化物受到光照產(chǎn)生光生載流子后，光生載流子與磁通的相互作用會(huì)改變材料內(nèi)部的電子散射機(jī)制，從而導(dǎo)致電阻發(fā)生變化。研究表明，在一定的磁場(chǎng)范圍內(nèi)，鉍基氧化物的磁電阻效應(yīng)與光生載流子的濃度和遷移率密切相關(guān)。當(dāng)光生載流子濃度增加時(shí)，磁電阻效應(yīng)可能會(huì)增強(qiáng)；而當(dāng)光生載流子遷移率提高時(shí)，磁電阻效應(yīng)可能會(huì)減弱。這種磁電阻效應(yīng)在傳感器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，可以用于制備基于鉍基氧化物的磁電阻傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)的靈敏檢測(cè)。4.2電輸運(yùn)性質(zhì)與磁通動(dòng)力學(xué)鉍基氧化物的電輸運(yùn)性質(zhì)，如電導(dǎo)率、霍爾效應(yīng)等，與磁通動(dòng)力學(xué)之間存在著緊密的關(guān)聯(lián)，深入研究這種關(guān)聯(lián)對(duì)于理解鉍基氧化物的電學(xué)性能和應(yīng)用具有重要意義。從電導(dǎo)率的角度來看，鉍基氧化物的電導(dǎo)率與磁通運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。在沒有外加磁場(chǎng)時(shí)，鉍基氧化物的電導(dǎo)率主要取決于其內(nèi)部的載流子濃度和遷移率。當(dāng)受到外加磁場(chǎng)作用時(shí)，磁通線進(jìn)入材料內(nèi)部，會(huì)對(duì)載流子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。由于磁通線與載流子之間的相互作用，載流子在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到額外的散射，導(dǎo)致遷移率降低，從而使電導(dǎo)率下降。研究表明，在一些鉍基氧化物中，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，電導(dǎo)率呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。以鉍基氧化物半導(dǎo)體薄膜為例，在低磁場(chǎng)下，電導(dǎo)率相對(duì)較高，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增加，電導(dǎo)率逐漸降低。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度從0T增加到5T時(shí)，電導(dǎo)率可能會(huì)下降約30%。這種電導(dǎo)率隨磁場(chǎng)變化的現(xiàn)象，反映了磁通運(yùn)動(dòng)對(duì)載流子輸運(yùn)過程的影響，也表明可以通過調(diào)控磁場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉍基氧化物電導(dǎo)率的調(diào)控?；魻栃?yīng)是研究鉍基氧化物電學(xué)性質(zhì)的重要手段，它與磁通動(dòng)力學(xué)也有著密切的聯(lián)系。當(dāng)鉍基氧化物中存在電流且受到垂直于電流方向的磁場(chǎng)作用時(shí)，會(huì)在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生霍爾電壓，這就是霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是載流子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在鉍基氧化物中，磁通的存在會(huì)改變載流子的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而影響霍爾效應(yīng)。由于磁通線的分布和運(yùn)動(dòng)，載流子在材料內(nèi)部的散射機(jī)制發(fā)生變化，導(dǎo)致霍爾系數(shù)發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，在一些鉍基氧化物中，霍爾系數(shù)與磁場(chǎng)強(qiáng)度之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。在低磁場(chǎng)范圍內(nèi)，霍爾系數(shù)可能隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而線性變化；而在高磁場(chǎng)下，霍爾系數(shù)的變化趨勢(shì)可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)折，出現(xiàn)非線性變化。這種霍爾系數(shù)隨磁場(chǎng)的變化，不僅反映了磁通對(duì)載流子運(yùn)動(dòng)的影響，還可以用于研究鉍基氧化物的電子結(jié)構(gòu)和載流子類型。通過測(cè)量霍爾系數(shù)，可以確定鉍基氧化物中載流子的濃度和遷移率，以及載流子的導(dǎo)電類型（如電子導(dǎo)電或空穴導(dǎo)電）。在一些鉍基氧化物中，還存在著與磁通動(dòng)力學(xué)相關(guān)的磁電阻效應(yīng)。磁電阻效應(yīng)是指材料的電阻隨磁場(chǎng)變化而發(fā)生改變的現(xiàn)象。除了前面提到的由于磁通與載流子相互作用導(dǎo)致的電導(dǎo)率變化引起的磁電阻效應(yīng)外，在鉍基氧化物中還存在其他機(jī)制導(dǎo)致的磁電阻效應(yīng)。在一些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物中，磁通的變化會(huì)引起晶體內(nèi)部電子自旋結(jié)構(gòu)的改變，從而導(dǎo)致電阻發(fā)生變化。這種由于電子自旋結(jié)構(gòu)變化引起的磁電阻效應(yīng)，與傳統(tǒng)的磁電阻效應(yīng)有所不同，它對(duì)磁場(chǎng)的變化更加敏感，在低磁場(chǎng)下就能表現(xiàn)出明顯的電阻變化。一些鉍基氧化物在磁場(chǎng)變化時(shí)，會(huì)出現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)，電阻變化率可達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)百分點(diǎn)。這種巨磁電阻效應(yīng)在傳感器、磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，可以用于制備高靈敏度的磁場(chǎng)傳感器和高密度的磁存儲(chǔ)器件。鉍基氧化物的電輸運(yùn)性質(zhì)與磁通動(dòng)力學(xué)之間存在著復(fù)雜而緊密的關(guān)聯(lián)。通過研究這種關(guān)聯(lián)，可以深入理解鉍基氧化物的電學(xué)性能，為其在光電器件、傳感器、磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論支持，也為進(jìn)一步優(yōu)化鉍基氧化物的性能和開發(fā)新型鉍基氧化物材料提供了方向。4.3磁電耦合效應(yīng)中的磁通動(dòng)力學(xué)鉍基氧化物在某些特定條件下會(huì)表現(xiàn)出磁電耦合效應(yīng)，其中磁通動(dòng)力學(xué)在這一過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。磁電耦合效應(yīng)是指材料的磁性和電學(xué)性質(zhì)之間存在相互關(guān)聯(lián)和相互影響的現(xiàn)象，即在電場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生磁性變化，或者在磁場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生電學(xué)性質(zhì)的改變。在鉍基氧化物中，當(dāng)存在磁電耦合效應(yīng)時(shí)，磁通動(dòng)力學(xué)對(duì)其產(chǎn)生機(jī)制有著重要影響。從微觀角度來看，鉍基氧化物的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)是磁電耦合效應(yīng)的基礎(chǔ)。鉍原子的外層電子構(gòu)型為6s26p3，這種電子結(jié)構(gòu)使得鉍基氧化物在形成晶體時(shí)，原子之間的化學(xué)鍵具有一定的方向性和共價(jià)性，從而構(gòu)建起復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。在一些鉍基氧化物中，如鉍層狀鈣鈦礦氧化物，其晶體結(jié)構(gòu)由ABO?構(gòu)成，其中A為稀土、堿土金屬等輕金屬離子，B為過渡金屬離子，O為氧離子。這種結(jié)構(gòu)中，鉍離子與氧離子之間的化學(xué)鍵以及晶體的周期性排列，使得電子在其中的運(yùn)動(dòng)受到晶體場(chǎng)的強(qiáng)烈影響。當(dāng)施加外部磁場(chǎng)時(shí)，磁通線進(jìn)入材料內(nèi)部，會(huì)與電子的自旋和軌道運(yùn)動(dòng)相互作用。由于電子的自旋-軌道耦合作用，磁通的變化會(huì)導(dǎo)致電子的自旋方向發(fā)生改變，進(jìn)而影響材料的磁性。而電子自旋方向的改變又會(huì)反過來影響電子在晶體中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而改變材料的電學(xué)性質(zhì)，如電導(dǎo)率、極化強(qiáng)度等。這種磁通與電子之間的相互作用，通過自旋-軌道耦合這一橋梁，實(shí)現(xiàn)了磁電耦合效應(yīng)。在多鐵性材料中，鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)展現(xiàn)出了潛在的應(yīng)用價(jià)值。多鐵性材料是指同時(shí)具有鐵電性、鐵磁性和鐵彈性中兩種或兩種以上性質(zhì)的材料，由于其多種性質(zhì)之間的耦合作用，在信息存儲(chǔ)、傳感器、自旋電子學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。鉍基氧化物作為多鐵性材料的一種，其磁電耦合效應(yīng)使得在同一材料中實(shí)現(xiàn)磁和電的雙重調(diào)控成為可能。在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域，利用鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)，可以開發(fā)新型的磁電存儲(chǔ)器件。傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)器件主要依靠磁性來存儲(chǔ)信息，而電存儲(chǔ)器件則依靠電學(xué)性質(zhì)來存儲(chǔ)信息。鉍基氧化物的磁電耦合特性使得可以通過電場(chǎng)來寫入信息，利用磁場(chǎng)來讀取信息，或者反之，這種雙重調(diào)控方式有望提高存儲(chǔ)密度和讀寫速度，降低能耗。在傳感器領(lǐng)域，鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)可用于制備高靈敏度的磁電傳感器。當(dāng)外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其電學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯改變，通過檢測(cè)這種電學(xué)性質(zhì)的變化，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)或電場(chǎng)的靈敏檢測(cè)，在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。在自旋電子學(xué)領(lǐng)域，鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)也具有重要意義。自旋電子學(xué)是研究電子的自旋屬性及其在固體中的輸運(yùn)和調(diào)控的學(xué)科，旨在利用電子的自旋自由度來實(shí)現(xiàn)新型的電子器件和信息處理技術(shù)。鉍基氧化物的磁電耦合效應(yīng)可以通過電場(chǎng)來調(diào)控電子的自旋狀態(tài)，為自旋電子學(xué)器件的發(fā)展提供了新的思路和材料基礎(chǔ)。例如，在自旋閥、磁隧道結(jié)等自旋電子學(xué)器件中，引入鉍基氧化物材料，利用其磁電耦合效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自旋相關(guān)輸運(yùn)性質(zhì)的有效調(diào)控，提高器件的性能和功能。鉍基氧化物在磁電耦合效應(yīng)中的磁通動(dòng)力學(xué)研究，不僅有助于深入理解其物理性質(zhì)和磁電耦合機(jī)制，還為其在多鐵性材料相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論支持和技術(shù)指導(dǎo)，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。五、影響FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物磁通動(dòng)力學(xué)的因素5.1晶體結(jié)構(gòu)與缺陷晶體結(jié)構(gòu)的差異對(duì)FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)有著顯著影響。FeSexTe1-x單晶具有四方晶系結(jié)構(gòu)，空間群為P4/nmm，呈現(xiàn)出典型的層狀結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，鐵（Fe）原子與硒（Se）、碲（Te）原子交替排列形成二維平面，層與層之間通過較弱的范德華力相互作用結(jié)合在一起。這種晶體結(jié)構(gòu)決定了磁通線在晶體中的分布和運(yùn)動(dòng)方式。由于層間的弱相互作用，磁通線在c軸方向上的運(yùn)動(dòng)相對(duì)困難，而在ab平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)則相對(duì)容易，導(dǎo)致磁通動(dòng)力學(xué)行為具有明顯的各向異性。當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于ab平面時(shí)，磁通線更容易穿透晶體，臨界電流密度相對(duì)較大；而當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于c軸時(shí)，磁通線受到層間的阻礙較大，臨界電流密度顯著降低。鉍基氧化物具有多樣化的晶體結(jié)構(gòu)，如層狀結(jié)構(gòu)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)等。以層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物為例，其原子層之間通過較弱的范德華力相互作用。在這種結(jié)構(gòu)中，光生載流子在層間的傳輸和分離過程與磁通動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。層狀結(jié)構(gòu)有利于光生載流子的傳輸，當(dāng)受到光照產(chǎn)生光生載流子后，載流子在層間的運(yùn)動(dòng)受到磁通的影響。磁通的存在會(huì)改變載流子的運(yùn)動(dòng)軌跡，影響其傳輸效率和復(fù)合過程，進(jìn)而影響材料的電學(xué)性能和光催化性能。在鉍基氧化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中，不同晶體結(jié)構(gòu)的材料復(fù)合時(shí)，由于界面處的晶格失配和電子結(jié)構(gòu)差異，會(huì)對(duì)磁通動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生復(fù)雜的影響。晶格失配可能導(dǎo)致界面處產(chǎn)生應(yīng)力和缺陷，這些應(yīng)力和缺陷會(huì)影響磁通的分布和運(yùn)動(dòng)，從而影響異質(zhì)結(jié)的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)和光生載流子的分離效率。晶體缺陷對(duì)FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)也有著重要影響。在FeSexTe1-x單晶中，位錯(cuò)是一種常見的晶體缺陷，它是晶體中原子排列的線狀缺陷。位錯(cuò)的存在會(huì)引起晶體局部應(yīng)力場(chǎng)的變化，與磁通線產(chǎn)生相互作用，形成釘扎中心。研究表明，位錯(cuò)密度與磁通釘扎力之間存在著正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)位錯(cuò)密度較低時(shí)，磁通線受到的釘扎作用較弱，容易在外加磁場(chǎng)或電流的作用下發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致臨界電流密度較低；隨著位錯(cuò)密度的增加，更多的磁通線能夠被釘扎，磁通釘扎力增強(qiáng)，臨界電流密度也隨之提高。在一些FeSexTe1-x單晶樣品中，通過引入位錯(cuò)，使得臨界電流密度在相同磁場(chǎng)和溫度條件下提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)?？瘴灰彩荈eSexTe1-x單晶中的一種重要缺陷?？瘴坏拇嬖跁?huì)導(dǎo)致晶體局部電子結(jié)構(gòu)的改變，影響磁通線與晶體的相互作用?？瘴恢車碾娮釉品植及l(fā)生變化，使得磁通線在空位處的能量狀態(tài)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生釘扎作用。適量的空位可以作為有效的釘扎中心，提高磁通釘扎力；但當(dāng)空位濃度過高時(shí)，可能會(huì)破壞晶體的超導(dǎo)性能，導(dǎo)致臨界溫度降低，磁通釘扎力減弱。在鉍基氧化物中，晶體缺陷同樣會(huì)影響磁通動(dòng)力學(xué)。晶界是多晶鉍基氧化物中常見的缺陷，晶界處的原子排列較為混亂，存在著大量的懸掛鍵和晶格畸變。這些微觀結(jié)構(gòu)特征使得晶界處的電子態(tài)與晶粒內(nèi)部不同，對(duì)磁通產(chǎn)生特殊的影響。晶界可以作為散射中心，影響光生載流子的傳輸，進(jìn)而影響磁通與光生載流子之間的相互作用。當(dāng)光生載流子在晶界處散射時(shí)，其與磁通的相互作用會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致材料的電學(xué)性能和光催化性能發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)，通過控制晶界的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)性能。采用特殊的制備工藝，減少晶界處的缺陷和雜質(zhì)，提高晶界的質(zhì)量，能夠降低光生載流子在晶界處的復(fù)合率，增強(qiáng)磁通與光生載流子之間的有益相互作用，從而提高材料的光催化效率。5.2外部條件（溫度、磁場(chǎng)等）溫度和磁場(chǎng)等外部條件的變化，對(duì)FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的磁通動(dòng)力學(xué)特性有著顯著影響。在FeSexTe1-x單晶中，溫度對(duì)磁通動(dòng)力學(xué)特性的影響十分關(guān)鍵。隨著溫度的升高，晶體的熱漲落加劇，這對(duì)磁通線的釘扎和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了重要影響。從微觀角度來看，熱漲落提供的能量使磁通線更容易克服釘扎勢(shì)壘，從而發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)溫度接近超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（T_c）時(shí)，這種影響更為明顯。研究表明，在T_c附近，磁通線的熱激活運(yùn)動(dòng)顯著增強(qiáng)，導(dǎo)致臨界電流密度急劇下降。當(dāng)溫度升高到接近T_c的90%時(shí)，臨界電流密度可能會(huì)下降至原來的10%以下。這是因?yàn)樵诟邷叵拢瑹釢q落提供的能量足以使大量磁通線掙脫釘扎中心的束縛，從而在晶體內(nèi)部發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致超導(dǎo)態(tài)的穩(wěn)定性降低，臨界電流密度減小。溫度還會(huì)影響磁通線的分布和渦旋態(tài)的穩(wěn)定性。在低溫下，磁通線被釘扎在釘扎中心上，形成相對(duì)穩(wěn)定的渦旋點(diǎn)陣。隨著溫度的升高，渦旋點(diǎn)陣的穩(wěn)定性逐漸下降，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，渦旋點(diǎn)陣可能會(huì)發(fā)生熔化，從有序的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的液態(tài)結(jié)構(gòu)，這一轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致超導(dǎo)性能的急劇變化。在一些FeSexTe1-x單晶樣品中，當(dāng)溫度升高到接近T_c時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)觀察到渦旋點(diǎn)陣的熔化現(xiàn)象，同時(shí)伴隨著電阻的突然增加和超導(dǎo)態(tài)的破壞。磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向的變化對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)也有著重要影響。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，磁通線的密度增大，磁通線之間的相互作用增強(qiáng)。在低磁場(chǎng)下，磁通線主要被釘扎在釘扎中心上，處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，洛倫茲力增大，當(dāng)洛倫茲力超過釘扎力時(shí)，磁通線開始移動(dòng)，導(dǎo)致臨界電流密度下降。研究發(fā)現(xiàn)，在一定溫度下，臨界電流密度隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而呈指數(shù)下降。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度從0T增加到5T時(shí)，臨界電流密度可能會(huì)下降幾個(gè)數(shù)量級(jí)。磁場(chǎng)方向的變化也會(huì)對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生顯著影響。由于FeSexTe1-x單晶具有明顯的各向異性，磁通線在ab平面和c軸方向上的運(yùn)動(dòng)和釘扎特性存在顯著差異。當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于ab平面時(shí)，磁通線更容易穿透晶體，臨界電流密度相對(duì)較大；而當(dāng)磁場(chǎng)方向平行于c軸時(shí)，磁通線受到層間的阻礙較大，臨界電流密度顯著降低。在一些實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)磁場(chǎng)方向從平行于ab平面逐漸旋轉(zhuǎn)到平行于c軸時(shí)，臨界電流密度可降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。對(duì)于鉍基氧化物，溫度對(duì)其光生載流子與磁通相互作用以及電輸運(yùn)性質(zhì)有著重要影響。隨著溫度的升高，光生載流子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，載流子與磁通之間的相互作用也會(huì)發(fā)生變化。在光催化過程中，溫度升高會(huì)導(dǎo)致光生載流子的復(fù)合率增加，從而降低光催化效率。研究表明，在一定溫度范圍內(nèi)，光催化效率隨著溫度的升高而線性下降。當(dāng)溫度從25℃升高到50℃時(shí)，鉍基氧化物光催化劑的光催化效率可能會(huì)下降約30%。這是因?yàn)闇囟壬呤沟霉馍d流子的熱運(yùn)動(dòng)加快，增加了電子-空穴對(duì)的復(fù)合幾率，減少了參與光催化反應(yīng)的有效載流子數(shù)量。溫度還會(huì)影響鉍基氧化物的電輸運(yùn)性質(zhì)。隨著溫度的升高，載流子的熱激發(fā)增強(qiáng)，載流子濃度增加，電導(dǎo)率可能會(huì)發(fā)生變化。在一些鉍基氧化物中，溫度升高會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率先增加后減小。在低溫下，載流子主要通過雜質(zhì)能級(jí)激發(fā)產(chǎn)生，隨著溫度升高，載流子濃度逐漸增加，電導(dǎo)率增大；當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，晶格振動(dòng)加劇，載流子散射增強(qiáng)，電導(dǎo)率開始下降。磁場(chǎng)對(duì)鉍基氧化物的電輸運(yùn)性質(zhì)和光生載流子與磁通相互作用也有著顯著影響。當(dāng)施加磁場(chǎng)時(shí)，鉍基氧化物中的載流子會(huì)受到洛倫茲力的作用，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生改變，從而影響電輸運(yùn)性質(zhì)。磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率下降，出現(xiàn)磁電阻效應(yīng)。在一些鉍基氧化物半導(dǎo)體薄膜中，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加時(shí)，電導(dǎo)率會(huì)顯著下降，磁電阻效應(yīng)明顯增強(qiáng)。磁場(chǎng)還會(huì)影響光生載流子與磁通之間的相互作用。在光催化過程中，磁場(chǎng)的存在會(huì)改變光生載流子的運(yùn)動(dòng)軌跡，影響其與磁通的相互作用，從而影響光催化效率。研究發(fā)現(xiàn)，通過施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)，可以調(diào)控光生載流子的運(yùn)動(dòng)方向和復(fù)合率，從而優(yōu)化光催化性能。在一些實(shí)驗(yàn)中，施加垂直于光照射方向的磁場(chǎng)，能夠使光生載流子在磁場(chǎng)作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，增加其與反應(yīng)物分子的接觸幾率，從而提高光催化效率。5.3元素?fù)诫s與改性元素?fù)诫s和改性是調(diào)控FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物磁通動(dòng)力學(xué)的重要手段，通過合理的元素?fù)诫s和改性，可以顯著優(yōu)化材料的性能。在FeSexTe1-x單晶中，元素?fù)诫s對(duì)磁通動(dòng)力學(xué)有著顯著的影響。研究表明，適量的Se摻雜能夠引入更多有效的磁通釘扎中心，增強(qiáng)對(duì)磁通線的束縛，從而提高臨界電流密度。當(dāng)Se含量增加時(shí)，晶體內(nèi)部的原子排列和電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致晶體中的缺陷和位錯(cuò)等微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這些變化為磁通釘扎提供了更多的位點(diǎn)，使得磁通線更難移動(dòng)，從而提高了臨界電流密度。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Se含量從x=0.3增加到x=0.5時(shí)，在相同的磁場(chǎng)和溫度條件下，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的臨界電流密度從10^4A/cm^2提高到了10^5A/cm^2。除了Se摻雜，其他元素的摻雜也會(huì)對(duì)FeSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生影響。在FeSexTe1-x單晶中引入少量的稀土元素（如鑭La、鈰Ce等），稀土元素的原子半徑較大，會(huì)在晶體中引起較大的晶格畸變，產(chǎn)生較強(qiáng)的應(yīng)力場(chǎng)，從而有效地釘扎磁通線，提高臨界電流密度。研究表明，當(dāng)引入0.5%的La元素時(shí)，F(xiàn)eSexTe1-x單晶在高場(chǎng)下的臨界電流密度提高了約50%。在鉍基氧化物中，元素?fù)诫s和改性同樣可以調(diào)控磁通動(dòng)力學(xué)性能。通過在鹵氧化鉍BiOX（X=Cl、Br、I）中引入其他金屬元素（如銀Ag、銅Cu等），可以改變材料的能帶結(jié)構(gòu)和光生載流子的傳輸特性，進(jìn)而影響磁通與光生載流子之間的相互作用。在BiOCl中引入Ag元素后，Ag原子的外層電子與BiOCl中的電子相互作用，改變了材料的能帶結(jié)構(gòu)，使得光生載流子的遷移率提高，從而增強(qiáng)了光生載流子與磁通之間的相互作用，提高了光催化效率。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ag元素的摻雜量為1%時(shí)，BiOCl的光催化效率在可見光下提高了約30%。除了元素?fù)诫s，表面修飾也是改性鉍基氧化物的重要方法。通過在鉍基氧化物表面修飾有機(jī)物（如有機(jī)染料、表面活性劑等）或無(wú)機(jī)材料（如金屬氧化物納米顆粒、碳納米管等），可以改善材料的表面性質(zhì)，提高其對(duì)光的吸收和利用效率，以及對(duì)反應(yīng)物分子的吸附能力，從而優(yōu)化磁通動(dòng)力學(xué)性能。在鉍基氧化物表面修飾碳納米管后，碳納米管具有良好的導(dǎo)電性和高比表面積，能夠促進(jìn)光生載流子的傳輸和分離，增加對(duì)反應(yīng)物分子的吸附，從而提高光催化效率。研究表明，修飾碳納米管后的鉍基氧化物在光催化降解有機(jī)污染物時(shí)，降解速率比未修飾的提高了約2倍。六、FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物的關(guān)系及應(yīng)用前景6.1兩者關(guān)系的理論分析從晶體結(jié)構(gòu)角度來看，F(xiàn)eSexTe1-x單晶具有四方晶系的層狀結(jié)構(gòu)，鐵（Fe）原子與硒（Se）、碲（Te）原子交替排列形成二維平面，層與層之間通過較弱的范德華力相互作用結(jié)合在一起。這種層狀結(jié)構(gòu)決定了其磁通動(dòng)力學(xué)的各向異性，磁通線在ab平面和c軸方向上的運(yùn)動(dòng)和釘扎特性存在顯著差異。鉍基氧化物具有多樣化的晶體結(jié)構(gòu)，如層狀結(jié)構(gòu)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)等。以層狀結(jié)構(gòu)的鉍基氧化物為例，其原子層之間同樣通過較弱的范德華力相互作用。雖然兩種材料的具體原子組成和排列方式不同，但層狀結(jié)構(gòu)這一特征使得它們?cè)谀承┪锢硇再|(zhì)上可能存在相似之處。在光生載流子與磁通相互作用方面，鉍基氧化物的層狀結(jié)構(gòu)有利于光生載流子的傳輸和分離，而FeSexTe1-x單晶的層狀結(jié)構(gòu)則對(duì)磁通線的分布和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，這表明兩者在載流子與磁通的相互作用機(jī)制上可能存在一定的關(guān)聯(lián)。從電子結(jié)構(gòu)角度分析，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的超導(dǎo)特性與電子的配對(duì)和傳輸密切相關(guān)。在超導(dǎo)態(tài)下，電子形成庫(kù)珀對(duì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)電阻傳輸。而鉍基氧化物作為半導(dǎo)體材料，其電子結(jié)構(gòu)決定了光生載流子的產(chǎn)生和傳輸特性。鉍原子的電子構(gòu)型使得鉍基氧化物具有較窄的禁帶寬度，能夠有效吸收可見光，產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eSexTe1-x單晶中的電子配對(duì)機(jī)制與晶體結(jié)構(gòu)和原子間的相互作用密切相關(guān)，而鉍基氧化物中光生載流子的產(chǎn)生和傳輸也受到晶體結(jié)構(gòu)和電子云分布的影響。這表明兩者在電子與晶體結(jié)構(gòu)的相互作用方面存在一定的共性，可能存在潛在的理論聯(lián)系，例如在電子的散射機(jī)制、電子-聲子相互作用等方面，都與材料的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在物理性質(zhì)方面，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）、臨界電流密度（Jc）、上臨界場(chǎng)（Hc2）等特性與鉍基氧化物的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)、光催化性能等有著本質(zhì)的區(qū)別，但在某些方面也存在關(guān)聯(lián)。在磁場(chǎng)作用下，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的磁通動(dòng)力學(xué)行為會(huì)影響其超導(dǎo)性能，而鉍基氧化物的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)和光催化性能也會(huì)受到磁通的影響。在光催化過程中，鉍基氧化物光生載流子與磁通的相互作用會(huì)影響光催化效率；在FeSexTe1-x單晶中，磁通線的運(yùn)動(dòng)和釘扎會(huì)影響臨界電流密度。這表明兩者在磁通對(duì)物理性質(zhì)的影響方面存在一定的相似性，可能可以從統(tǒng)一的物理理論框架來理解磁通與材料物理性質(zhì)之間的相互作用。6.2在超導(dǎo)電子學(xué)中的應(yīng)用潛力FeSexTe1-x單晶與鉍基氧化物在超導(dǎo)電子學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，尤其是在超導(dǎo)量子比特和超導(dǎo)傳感器等關(guān)鍵器件方面。在超導(dǎo)量子比特應(yīng)用中，F(xiàn)eSexTe1-x單晶因其獨(dú)特的超導(dǎo)特性，有望成為構(gòu)建高性能超導(dǎo)量子比特的理想材料。超導(dǎo)量子比特是量子計(jì)算機(jī)的核心元件，其性能的優(yōu)劣直接影響量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和可靠性。FeSexTe1-x單晶具有較高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）和上臨界場(chǎng)（Hc2），這使得基于其構(gòu)建的超導(dǎo)量子比特能夠在相對(duì)較高的溫度和磁場(chǎng)環(huán)境下穩(wěn)定工作，降低了對(duì)低溫冷卻設(shè)備和磁場(chǎng)屏蔽裝置的要求，有利于量子計(jì)算機(jī)的小型化和實(shí)用化。研究表明，F(xiàn)eSexTe1-x單晶的臨界電流密度（Jc）在高場(chǎng)下表現(xiàn)優(yōu)異，這對(duì)于提高超導(dǎo)量子比特的操控精度和穩(wěn)定性具有重要意義。在量子比特的操作過程中，需要通過電流來控制量子比特的狀態(tài)，高臨界電流密度能夠保證在較大電流范圍內(nèi)量子比特仍能保持穩(wěn)定的量子態(tài)，減少因電流波動(dòng)導(dǎo)致的量子比特狀態(tài)錯(cuò)誤，從而提高量子計(jì)算的準(zhǔn)確性。鉍基氧化物雖然不是超導(dǎo)材料，但在超導(dǎo)量子比特的輔助電路和外圍設(shè)備中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。鉍基氧化物具有良好的電學(xué)性能和半導(dǎo)體特性，可用于制備超導(dǎo)量子比特的讀出電路、控制電路和隔離器件等。在超導(dǎo)量子比特的讀出過程中，需要將量子比特的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為可檢測(cè)的電信號(hào)，鉍基氧化物半導(dǎo)體器件可以作為高效的探測(cè)器和放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱量子信號(hào)的精確檢測(cè)和放大。鉍基氧化物的半導(dǎo)體特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流和電壓的精確調(diào)控，可用于制備超導(dǎo)量子比特的控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)量子比特狀態(tài)的精確操控。在超導(dǎo)傳感器領(lǐng)域，F(xiàn)eSexTe1-x單晶可用于制備高靈敏度的超導(dǎo)量子干涉器件（SQUID）。SQUID是一種基于超導(dǎo)約瑟夫森效應(yīng)的磁傳感器，能夠檢測(cè)極其微弱的磁場(chǎng)變化。FeSexTe1-x單晶的高臨界電流密度和良好的磁通釘扎性能，使得基于其制備的SQUID具有更高的靈敏度和更低的噪聲。在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中，SQUID可用于檢測(cè)人體的微弱生物磁場(chǎng)，如腦磁圖（MEG）和心磁圖（MCG），幫助醫(yī)生診斷腦部和心臟疾病。FeSexTe1-x單晶的SQUID能夠檢測(cè)到比傳統(tǒng)傳感器更微弱的生物磁場(chǎng)信號(hào)，提高診斷的準(zhǔn)確性和早期疾病的發(fā)現(xiàn)率。鉍基氧化物在超導(dǎo)傳感器中也能發(fā)揮重要作用，可用于制備與超導(dǎo)傳感器集成的信號(hào)處理電路和溫度傳感器等。鉍基氧化物的半導(dǎo)體特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電信號(hào)的處理和放大，可用于構(gòu)建超導(dǎo)傳感器的信號(hào)處理電路，提高傳感器的信號(hào)輸出質(zhì)量和抗干擾能力。鉍基氧化物對(duì)溫度變化具有敏感的電學(xué)響應(yīng)，可用于制備溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超導(dǎo)傳感器的工作溫度，確保傳感器在最佳溫度條件下工作，提高傳感器的穩(wěn)定性和可靠性。6.3在能源領(lǐng)域的應(yīng)用展望在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域，F(xiàn)eSexTe1-x單晶與鉍基氧化物展現(xiàn)出了獨(dú)特的應(yīng)用潛力。對(duì)于FeSexTe1-x單晶，由于其超導(dǎo)特性，在超導(dǎo)儲(chǔ)能方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（SMES）是利用超導(dǎo)體的零電阻特性，將電能以磁場(chǎng)能的形式存儲(chǔ)起來。FeSexTe1-x單晶較高的臨界電流密度和上臨界場(chǎng)，使其能夠承載大電流，實(shí)現(xiàn)高效的能量存儲(chǔ)和快速的充放電過程。在電網(wǎng)中，當(dāng)電能過剩時(shí)，可將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能存儲(chǔ)在FeSexTe1-x單晶制成的超導(dǎo)線圈中；當(dāng)電網(wǎng)電力不足時(shí)，再將存儲(chǔ)的磁場(chǎng)能快速轉(zhuǎn)化為電能釋放出來，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力支持。與傳統(tǒng)儲(chǔ)能方式相比，超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)具有能量存儲(chǔ)效率高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可有效提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少電力波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的損害。鉍基氧化物在鋰離子電池等儲(chǔ)能器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。鉍基材料因其高體積容量、電壓平臺(tái)較低等優(yōu)點(diǎn)，被視為鋰離子電池負(fù)極材料的研究熱點(diǎn)之一。鉍（Bi）的質(zhì)量比容量和石墨相近，但體積比容量高達(dá)3765mAh/cm3，比石墨高3倍多，同時(shí)鉍具有較低的電壓平臺(tái)。通過合理的材料設(shè)計(jì)和制備工藝，如制備鉍合金材料、鉍的硫化物等，可進(jìn)一步優(yōu)化其電化學(xué)性能。將鉍與其他金屬元素進(jìn)行合金化，利用不同金屬元素之間的協(xié)同作用，可提高材料的循環(huán)性能與倍率性能。研究表明，通過高能球磨法制備的BiSb-C復(fù)合材料，在電流密度為200mA/g時(shí)，經(jīng)過100次循環(huán)，Bi0.57Sb0.43-C和Bi0.36Sb0.64-C的放電比容量分別為348.5和350mAh/g；當(dāng)倍率性能測(cè)試時(shí)，電流密度為3A/g時(shí)，放電比容量仍有326和396mAh/g。鉍基氧化物在鋰離子電池中的應(yīng)用，有望提高電池的能量密度和充放電性能，滿足電動(dòng)汽車、移動(dòng)電子設(shè)備等對(duì)高性能電池的需求。在能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，F(xiàn)eSexTe1-x單晶與鉍基氧化物也有著廣闊的應(yīng)用前景。FeSexTe1-x單晶可用于制造超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)