人工晶体学报

陈创天;林哲帅

2004, 33(4): 455-464.

摘要 ( 51 )

PDF (355KB) ( 36 )

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随着光刻、激光微加工以及激光光谱仪的发展,紫外与深紫外光谱区的相干光源变得越来越重要.本文简要地回顾了使用阴离子基团理论发展新型硼酸盐系列紫外与深紫外非线性光学晶体的历史,同时系统地介绍了这些硼酸盐系列晶体的线性和非线性光学性质.最后给出一些产生紫外与深紫外谐波输出的典型例子以及它们的应用.

基于周期性极化铌酸锂的波长可调谐光参量振荡器

姚建铨;张百钢;路洋;丁欣;徐德刚;王鹏

2004, 33(4): 465-470.

摘要 ( 50 )

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本文报导了基于周期性极化铌酸锂(PPLN)波长调谐准相位匹配(QPM)的光学参量振荡器, 该光学振荡器是由一个声光Q开关连续二极管泵浦的Nd:VO4激光器所泵浦.采用温度、角度和周期调谐就能获得宽的波长调谐输出.论文对这几种调谐方式进行了分析比较,这对于实现宽波长、快速、连续调谐相干光源是有益的.

晶体表面结构和负离子配位多面体生长基元

仲维卓;罗豪甦;华素坤;许桂生

2004, 33(4): 471-474.

摘要 ( 55 )

PDF (141KB) ( 26 )

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本文讨论了晶体表面结构和负离子配位多面体结晶方位的关系.指出了晶体表面结构,显示了负离子配位多面体在晶体生长过程中的结晶轨迹.因此,运用负离子配位多面体生长基元理论模型,晶体的生长机制可以通过对晶体表面结构的分析得以解释.

负离子配位多面体生长基元和晶体形貌

仲维卓;罗豪甦;华素坤;许桂生

2004, 33(4): 475-478.

摘要 ( 61 )

PDF (131KB) ( 27 )

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本文运用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了负离子配位多面体在异质同构和同质异构晶体中的结晶方位和其形态之间的关系,发现晶体的生长习性与负离子配位多面体在不同面族上相互联结的稳定性密切相关.负离子配位多面体以顶角相联最稳定,以边相连次之,以面相连最不稳定.同时,本文用负离子配位多面体生长基元理论模型对极性晶体ZnO和ZnS的生长习性也做了一定的解释.

氯酸钠晶体生长的手性对称破损研究

陈万春;赵梅;孙玉萍;陈小龙

2004, 33(4): 479-485.

摘要 ( 31 )

PDF (247KB) ( 43 )

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我们使用非搅拌的氯酸钠晶体水溶液,研究了晶体的手性对称破损问题.氯酸钠晶体溶液是通过溶解分析纯 NaClO3 粉末于去离子水中配制而成.采用 Mach-Zehnder 干涉方法和称重法测定晶体的溶解度.使用偏光显微镜鉴定了11545颗晶体的手性.这些晶体是从不同pH条件下的90个自发成核和生长实验中获得.实验结果表明:溶液的pH值可影响到氯酸钠晶体的手性分布.晶体手性分布的pH效应,可用随机动力学理论和胚晶凝聚二次成核理论来定性解释.

[Co(dmg)2Cl2]3·[Co(dmg)2Cl(OH)]·[Co(dmg)(phen)]·(H2O)4的合成和晶体结构

刘宣文;王晓青;王如骥;沈光球;沈德忠

2004, 33(4): 486-489.

摘要 ( 40 )

PDF (168KB) ( 32 )

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本文合成了一个复杂的单核配合物 [Co(H2dmg)2Cl2]3·[Co(H2dmg)2Cl(OH)]·[Co(Hdmg)(phen)]·(H2O)4 (H2dmg＝dimethylglyoxime, phen＝1,10-Phenanthroline).通过X射线衍射技术获得其单晶结构.在单晶结构中,每五个单核钴(II)的配位结构形成一个重复单元,是一个较为复杂的单晶.其空间群为P-1,晶胞参数为a＝1.3738nm;b＝1.4396nm;c＝1.8656nm.本文中我们将讨论该化合物的分子结构及相关光谱性质.

Na3La2(BO3)3的晶体结构

张国春;李云阁;傅佩珍;潘世烈;常峰;吴以成

2004, 33(4): 490-495.

摘要 ( 56 )

PDF (230KB) ( 37 )

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以Na2CO3-H3BO3-NaF为助熔剂,使用顶部籽晶法生长出Na3La2(BO3)3透明单晶.测定了Na3La2(BO3)3的晶体结构,该晶体属正交晶系,空间群:mm2(No.38),晶胞参数为a＝0.51580(10)nm,b=1.1350(2)nm,c=0.73230(15)nm,α＝β＝γ＝90°,V＝0.42871(15)nm3,密度:.053g/cm3.晶体结构中的硼氧基团是平面的BO3基团,BO3基团相互独立,且与Na(1)O6、Na(2)O8、Na(3)O6和La(1)O9配位多面体连结形成三维网络骨架结构.讨论了Na3La2(BO3)3的晶体结构与倍频效应的关系.

微波等离子体化学气相沉积制备SiCN结晶膜及SiCN微米棒阵列

程文娟;张阳;江锦春;朱鹤孙

2004, 33(4): 496-499.

摘要 ( 37 )

PDF (160KB) ( 28 )

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本文采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,以CH4, H2, N2作为源气体,以Si棒作为Si源,在Si衬底上制备出了SiCN结晶及SiCN微米棒阵列.样品的形貌由场发射扫描电子显微镜(SEM)表征分析.用X射线光电子谱(XPS)、Raman散射谱及X射线衍射(XRD)对样品的键合状态及结构进行表征,结果表明,所得到的SiCN薄膜是一具有新的六方结构的三元化合物.

用数学模型计算生长大尺寸光学晶体加热系统结构第2部分-在Ф400mm CaF2晶体生长中计算辐射-传导热交换的方法和结果

2004, 33(4): 500-509.

摘要 ( 42 )

PDF (337KB) ( 24 )

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大尺寸氟化物晶体的生长是基于对晶体炉热交换的实验研究和计算结果,在晶体生长过程的不同阶段解决了复杂结构生长容器的边界条件和温场的二维计算任务.我们在这里给出了晶体生长过程中温场设置和转变的具体数据.所有的计算都是根据晶体、熔体,容器材料的光学特性与光谱和温度的关系以及它们的热物理值与温度的关系做出的.这些结果包括了迄今有关氟化物晶体生长系统和过程的最精确的数据,可用于生长技术工艺的发展以及晶体生长炉和容器的设计.

PVT法SiC单晶生长传热分析

李河清;倪代秦;吴星;胡伯清;朱丽娜;陈小龙

2004, 33(4): 510-515.

摘要 ( 76 )

PDF (187KB) ( 62 )

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研究了PVT法生长SiC过程中的传热行为,以优化生长条件、获得高质量单晶.该研究是针对坩埚盖(籽晶粘附于坩埚盖上)和炉盖之间的传热行为进行的.研究认为,坩埚盖上部石墨毡开孔形状和大小对坩埚盖的径向温度场有很大影响.采用本文简化的模型可以估算坩埚在不同位置下、不同的石墨毡开孔形状和大小时坩埚盖和炉盖之间总的辐射热阻和传热量.对影响坩埚盖和炉盖之间传热的因素进行了讨论.另外,讨论了在生长过程中动态调整坩埚盖散热条件的可行性.

马来酸氢十六酯(HHM)在过饱和溶液中的成核过程

林树坤;熊巍;陈昱;陈菲;高绍康;陈建中

2004, 33(4): 516-519.

摘要 ( 56 )

PDF (161KB) ( 24 )

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本文研究了马来酸氢十六酯(HHM)在以甲苯为溶剂的过饱和溶液中的成核过程.测定了以诱导时间表示的成核速率.用经典的成核理论计算了固-液表面张力、成核自由能和临界成核半径.指出HHM晶体在甲苯为溶剂的过饱和溶液中的成核速率随着温度和过饱和比的提高而增大.溶剂的性质也将改变成核速率的大小.

Czochralski法生长Lu2SiO5:e晶体的发光特性

任国浩;秦来顺;陆晟;李焕英

2004, 33(4): 520-523.

摘要 ( 36 )

PDF (150KB) ( 26 )

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本文使用铱坩埚感应加热Czochralski法成功地生长出了无色透明且尺寸达φ50mm×60mm 的Lu2SiO5:e晶体.XRD结构分析表明, 该晶体为单斜结构.在室温下分别以X射线和紫外光为激发源测量了该晶体的发射光谱,获得的发射波长分别为403nm和420nm,光衰减时间为41ns,光产额达32000p/MeV.发射光谱的双峰结构以及晶体的发光特性证明其发光源于Ce3+离子的5d1→5F5/2 和 5d1→5F7/2跃迁.

铒镱双掺的钒酸钇和铌酸锂晶体中的铒离子的上转换发光

阮永丰;坪井泰住;杜天敏

2004, 33(4): 524-530.

摘要 ( 36 )

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利用J-O理论,计算了在铒、镱双掺的钒酸钇和铌酸锂晶体中的铒离子在室温下的晶场唯象参数Ωλ(λ=2,4,6)及辐射跃迁几率、无辐射跃迁几率和共振跃迁几率.考虑到铒、镱间的能量转移,写出了在这些晶体中的铒离子的速率方程.速率方程的解表明,在铒、镱双掺的钒酸钇晶体中的铒离子的550 nm的上转换发光,比它在铒、镱双掺的铌酸锂晶体中更为有效.这一理论结果与我们的实验观察结果一致.

半导体量子点内弹性应变能的研究

杨红波;俞重远;刘玉敏;黄永箴

2004, 33(4): 531-534.

摘要 ( 40 )

PDF (137KB) ( 29 )

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本文用有限元分析软件ANSTS 6.0计算了半导体量子点内的弹性应变和弹性应变能, 通过对金塔形、台形和圆顶形量子点内总弹性应变能的计算和总能量的比较,得到了在热平衡条件下金字塔形量子点是最稳定的结构.

半绝缘磷化铟中与非化学配比有关的深能级缺陷

赵有文;董志远;段满龙;孙文荣;杨子祥;吕旭如;王应利

2004, 33(4): 535-538.

摘要 ( 65 )

PDF (134KB) ( 33 )

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在不同的化学配比条件下制备了半绝缘磷化铟材料,其中包括配比和富铟熔体中的铁掺杂以及磷气氛和磷化铁气氛下高温退火非掺杂晶片.在这些半绝缘磷化铟材料中检测到了与非化学配比有关的深能级缺陷.通过对大量的原生掺铁和非掺退火半绝缘磷化铟材料中的缺陷的研究,发现原生深能级缺陷与材料的电学参数质量密切相关.迁移率低、热稳定性差的掺铁半绝缘磷化铟材料中有大量的能级位于0.1～0.4eV之间的缺陷.高温退火非掺磷化铟抑制了这些缺陷的产生,获得了迁移率高、均匀性好的高质量半绝缘材料.根据这些结果,我们提出了一种通过控制化学配比制备高质量半绝缘磷化铟材料的方法.

金属有机物气相外延生长InAlGaN薄膜及其性能表征

黎大兵;董逊;刘祥林;王晓晖;王占国

2004, 33(4): 539-544.

摘要 ( 50 )

PDF (226KB) ( 33 )

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在不同的生长温度和载气的条件下,采用低压金属有机物气相外延方法生长了系列的InAlGaN薄膜,通过能量色散谱(EDS),高分辨X射线衍射(HRXRD)和光致发光谱(PL)对样品进行表征与分析,研究了生长工艺对InAlGaN外延层结构和光学性能的影响.发现当以氮气做载气时,样品的发光很弱并且在550nm附近存在一个很宽的深能级发光峰;当采用氮气和氢气的混合气做载气时,样品中的深能级发光峰消失且发光强度明显提高.以混合气做载气,InAlGaN薄膜中铟的组分随生长温度的升高而降低,而薄膜的结构和光学性能却提高.结合PL和HRXRD的测试结果得到了较佳的生长参数:即载气为氢气和氮气的混合气以及生长温度在850℃到870℃.

硅基片上异质外延SiC的机理研究

朱俊杰;林碧霞;孙贤开;郑海务;姚然;傅竹西

2004, 33(4): 545-548.

摘要 ( 55 )

PDF (210KB) ( 55 )

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本文利用低压高温MOCVD系统,成功地在Si(111)基片上外延出了具有高质量的SiC薄膜,并对其反应机理做了一些初步的研究.大部分观点认为,SiC/Si的异质外延,其最初的状态应该为Si衬底中Si的扩散.但是,本文通过在不同流量比的条件下,SiC薄膜在Si基片以及Al2O3基片上外延的比较,发现在SiC/Si的异质外延过程中起重大作用的并非Si衬底中Si的扩散,而是很大程度上作用于C向Si衬底的扩散.同时,还发现反应速率的快慢受SiH4流量所限制.当SiH4流量增加时,反应速率会明显加快,但是结晶质量会相对变差.

一个实用的生产用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料Turbo-Disc MOCVD生长模型

王浩;廖常俊;范广涵;刘颂豪;郑树文;李述体;郭志友;孙慧卿;陈贵楚;陈炼辉;吴文光;李华兵

2004, 33(4): 549-552.

摘要 ( 35 )

PDF (152KB) ( 21 )

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在MOCVD质量控制生长模式下,通过分析Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料在衬底表面的反应过程,建立了一个实用的生长模型.此模型是基于分子动力学、化学反应热力学理论分析之上的.针对Turbo-Disc 反应体系,分析了Turbo-Disc 的传热以及质量传送模式后, 建立了Turbo-Disc的生长模型.在此模型中建立了输入反应室的参数(IPs)和边界层的生长参数的关系.在对组分匹配的GaInP/GaAs 三组分生长体系进行分析时,发现此模型是非常有效的,理论计算的结果与实验得到的结果非常吻合.应用此模型在实际生产中可以迅速地得到匹配的多组分外延层.

声表面波用压电晶体的新进展

徐家跃;武安华;陆宝亮;张爱琼;范世(马山豆);夏宗仁

2004, 33(4): 553-558.

摘要 ( 47 )

PDF (216KB) ( 32 )

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报道了我们在Li2B4O7、Sr3Ga2Ge4O14、LiNbO3、LiTaO3等声表面波用压电晶体材料方面的最新研究进展.采用改进型坩埚下降法成功生长了直径3～4英寸的Li2B4O7晶体,并实现了批量生产.作为硅酸镓镧系列新型压电晶体之一,Sr3Ga2Ge4O14晶体具有最大的压电系数.报道了直径2英寸Sr3Ga2Ge4O14晶体的生长结果,测试了该晶体的压电性能.在CO2(90;)、H2(10;)混合气氛中,分别在700℃和450℃下对LN和LT晶片进行化学还原处理,成功制备了3英寸LN和LT低静电黑片,不仅减少了器件制作工序,而且使成品率提高了5～8百分点.此外,在密封坩埚中生长了低静电LiNbO3晶体,观察到一些新的现象.

一种新的红外非线性光学晶体材料-K3V5O14

李国辉;苏根博;庄欣欣;李征东;贺友平

2004, 33(4): 559-561.

摘要 ( 31 )

PDF (118KB) ( 32 )

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作为红外非线性光学材料,氧化物和磷铜铁矿半导体材料的透过光谱可到中远红外谱区,但它们的晶体损伤阈值很低.本文提出并合成一种新的红外非线性光学材料五钒酸钾-K3V5O14,它的空间群是P31m,透过光谱范围可达到10μm,而且其粉末倍频效应大于KDP晶体的20倍.

坩埚下降法中各向热异性坩埚热场的数值模拟

张海斌;陈文斌;李培俊;任国浩;沈定中

2004, 33(4): 562-566.

摘要 ( 43 )

PDF (165KB) ( 28 )

相关文章 | 计量指标

本文对不同坩埚热物性组合时计算得到的结果进行了比较.对各向异性坩埚而言,纵向导热系数应该优先选择较小的材料;也可选择具有与晶体和熔体的导热系数相当导热系数的材料.横向导热系数则越大越有利于晶体生长.复合坩埚两种坩埚材料的导热系数最好不要相差太大.

微孔HAp-ZrO2生物复合材料的制备及成孔机制研究

孙康宁;李爱民;董维芳;尹衍升;刘军红

2004, 33(4): 567-570.

摘要 ( 53 )

PDF (172KB) ( 26 )

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本文主要对微孔型HAp基生物材料的制备工艺及成孔机制进行了初步研究.研究发现,经冷压成型、等静压成型后的坯体再用无压烧结可制得孔径不等的微孔型HAp-ZrO2复合材料.在成型压力、烧结温度及保温时间都相同的条件下,添加剂与纳米氧化锆含量越高复合材料的强度越低,但其最低弯曲强度也达到23MPa,大大高于已报道的多孔型材料.添加剂及纳米ZrO2的加入量是材料中孔径大小及孔隙率高低的关键因素,而成型方式、烧结温度及保温时间因素对其也有影响.

Bridgman法晶体生长的热物性各向同性坩埚的选择

张海斌;李培俊;任国浩;史宏声;沈定中

2004, 33(4): 571-574.

摘要 ( 27 )

PDF (118KB) ( 26 )

相关文章 | 计量指标

本文对不同坩埚热物性组合时计算得到的结果进行了比较.对各向同性坩埚而言,应该优先选择具有与晶体和熔体的导热系数相当导热系数的材料,也可选择导热系数较大的材料.在强度允许的情况下,减小坩埚壁厚对晶体生长有利.

Fe3Al有序度截留后的力学性能与价电子结构的关系

孙康宁;庞来学;尹衍升

2004, 33(4): 575-580.

摘要 ( 53 )

PDF (236KB) ( 20 )

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利用固体与分子经验电子理论(EET)对Fe3Al的两种晶体结构:03和B2的滑移能进行了计算,结果表明B2结构在室温下具有较低的滑移能,在较小的能量作用下,B2结构优先滑移,这预示B2结构具有较好的塑性.据此对D03结构的Fe3Al进行有序度截留(淬火处理)研究.截留后B2结构的Fe3Al材料的加工性能发生了显著变化,抗压强度和硬度下降.本文对比研究了D03和B2型Fe3Al价电子结构及其力学性能的关系,发现价电子结构与力学性能之间存在很好的相关性.

Nd3+:d3Ga5O12晶体的室温吸收光谱和荧光光谱

姜本学;赵志伟;徐军;邓佩珍

2004, 33(4): 581-585.

摘要 ( 54 )

PDF (193KB) ( 43 )

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用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+:GG)激光晶体.研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质,分析了Nd3+:GG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06μm附近的荧光谱线之间的关系.吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是4.32×10-20 cm-2,2.3×10-19cm-2, 240μs, 比较了Nd3+∶GGG 和 Nd3+∶YAG 的物理参数,实验表明:d3+∶GGG较Nd3+∶YAG有一系列的优点.

近化学计量比掺镁铌酸锂晶体的抗光折变性能

孔勇发;许京军;刘宏德;王岩;阎文博;谢翔;黄自恒;陈绍林;张光寅

2004, 33(4): 586-590.

摘要 ( 34 )

PDF (167KB) ( 26 )

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应用气相传输平衡技术,我们获得了3种近化学计量比掺镁铌酸锂晶体,晶体的掺镁量接近我们以前提出的第二阈值.在我们实验室所能达到的最大光强26 MW/cm2照射下,在所有近化学计量比掺镁铌酸锂晶片中没有观察到光斑畸变,该光强比同成分铌酸锂晶体所能承受的光强高6个量级,为目前已报道的铌酸锂晶体之最.应用双光束全息写入法测得掺1.0 mol; Mg近化学计量比铌酸锂晶体的光折变饱和值仅有4.6×10-7,比同成分铌酸锂晶体小两个量级,从已有实验数据推测,该晶体的抗光折变能力应当比同成分铌酸锂晶体高9个量级以上.

Bridgman法生长的大尺寸钨酸铅晶体的光学和闪烁性能

张明荣;范宇红;张春生;韦瑾;任绍霞;葛云程;陈刚

2004, 33(4): 591-595.

摘要 ( 41 )

PDF (180KB) ( 32 )

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本文报道了我们采用改进的Bridgman法为欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的紧凑型μ子螺线管(CMS)实验生长的大尺寸掺Y3+钨酸铅闪烁晶体,给出了晶体的光学和闪烁性能,如光致发光谱、X射线致发光光谱、纵/横向的透射光谱、光产额以及辐照硬度.测试结果表明,掺Y2O3的钨酸铅晶体光产额很高(>13pe/MeV),且全为100ns以内的快发光,其辐照硬度已接近CMS电磁量能器(ECAL)端帽晶体的要求,同一批晶体彼此间的性能一致性好.

Cr:iSrAlF6晶体生长及其性能表征

方珍意;黄朝恩;师瑞泽;潘伟

2004, 33(4): 596-600.

摘要 ( 42 )

PDF (184KB) ( 69 )

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本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr:iSrAlF6 晶体及其激光特性.采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水.在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr:iSrAlF6晶体尺寸达到φ20mm×130mm.均匀的Cr3+掺杂浓度为1～15mol;.从XRD谱图计算出的Cr:iSAF晶体点阵参数为a=0.502nm,c=0.967nm.测试了晶体的吸收曲线,并分析了其吸收与能带结构的关系.实现了闪光灯泵浦的Cr:iSAF激光器运转,激光转换斜效率达到5.85;.

泥浆中磨粒对Al2O3增强Y-TZP复合陶瓷材料耐磨性的影响

梁小平;葛志平;靳正国;杨正方;袁启明

2004, 33(4): 601-604.

摘要 ( 33 )

PDF (150KB) ( 28 )

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在不同磨粒的5;NaOH泥浆中,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了磨粒对氧化铝增强四方氧化锆多晶陶瓷材料(ADZ)耐磨性的影响进行了研究.结果表明:尖锐SiO2磨粒对ADZ复合陶瓷材料磨损的影响要比球形SiO2磨粒严重得多,磨料硬度是影响陶瓷材料磨损率的重要因素,磨损率随磨粒硬度的提高而增大.在不同形状的SiO2磨粒的泥浆中,ADZ陶瓷材料的主要磨损机理为塑性变形和微犁削.在高硬度Al2O3磨料的泥浆中,ADZ陶瓷材料磨损表面以断裂机制占主导地位.

利用化学键方法寻找新型光学晶体

薛冬峰;Betzler Klaus;Hesse Hartmut;Kitamura Kenji;Ratajczak Henryk;王继扬

2004, 33(4): 605-612.

摘要 ( 29 )

PDF (270KB) ( 21 )

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利用化学键的观点定量地研究了一些具有各种晶体结构实用材料的介电性质.采用已建立的化学键方法,分析了这些晶体的介电性质与其组成化学键之间的关系.更进一步,基于晶体的化学键方法提出了一个组合方法用于定量确定具有相似晶体结构材料的介电性质.从目前的工作中可以推导出光学晶体非线性起源的结构信息,因此可以在一定程度上帮助人们开展非线性光学晶体工程的研究工作.

原位氮化法制备TiN纳米粉体

张冰;曹传宝;李国宝;朱鹤孙

2004, 33(4): 613-617.

摘要 ( 64 )

PDF (178KB) ( 28 )

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用溶胶凝胶法合成的纳米TiO2粉体作为原料,将该粉体在氨气中进行原位氮化制备了TiN纳米粉体.用XRD,TEM,化学分析等手段对合成的TiN纳米粉体的物相组成、形貌、成分进行了分析.实验分析表明:在1000℃和1100℃下分别氮化5h,可以制备粒径大约为40nm和80nm的TiN粉体,其TiN的含量分别为95.40;和98.37;;而在1000℃条件下氮化时间减少到2h时,TiN的含量仅为58.36;.氮化温度和氮化时间是合成纳米TiN的重要因素,提高合成温度和延长氮化时间均可形成纯度较高的TiN纳米粉体,但延长氮化时间更有利于获得粒径小的氮化钛粉体.

片状纳米氧化锌单晶的制备和表征

萧劲东;安黛宗;张晓丽

2004, 33(4): 618-623.

摘要 ( 34 )

PDF (203KB) ( 26 )

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本文提供了一种应用二步法制备片状纳米氧化锌单晶的实验方法--首先,以尿素为沉淀剂宿主,以氯化锌、碱式碳酸锌为原料,应用均匀沉淀法获得纳米氧化锌的片状纳米级前驱物;然后通过控温热分解前驱物制备出片状纳米氧化锌单晶.用扫描电镜观测了制备的ZnO单晶的形貌,并通过红外光谱对其进行了表征.结果表明:实验制备的氧化锌均为无色透明的片状单晶,结晶形貌为正六边形、五边形、矩形以及其它不规则形状,单晶直径在30～600μm之间,厚30～60nm;影响纳米氧化锌单晶制备的主要因素是反应物料配比、沉淀剂宿主尿素的浓度(1∶6)以及反应温度(70～85℃).此外,乙醇的含量对片状纳米前驱物的形貌影响很大,10;～40;的乙醇含量利于形成片状纳米氧化锌单晶.

烧结工艺对碳纳米管/羟基磷灰石复合材料力学性能与微观结构的影响

李爱民;孙康宁;董维芳;尹衍升;王昕

2004, 33(4): 624-628.

摘要 ( 47 )

PDF (177KB) ( 30 )

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本文主要研究了不同烧结工艺对碳纳米管/羟基磷灰石复合材料力学性能与微观结构的影响.力学性能测试结果显示,在真空气氛下烧结的复合材料力学性能在总体上要高于Ar或N2气氛保护下烧结所得复合材料,断裂韧性的提高幅度最大,其最高值达到了2.2 MPa·m1/2,远高于纯羟基磷灰石.XRD及IR研究发现,所制备复合材料纯度高,无其它杂质.SEM观察发现,1100℃,真空下所得复合材料的致密性高,晶粒细,但碳纳米管管径增大;而Ar或N2气氛保护下所得复合材料中碳纳米管容易以原始形态保存,但孔隙率高,晶粒粗.

辉光放电对负偏压增强热丝化学气相沉积碳纳米管的准直生长作用研究

王必本;Lee Soonil;Kim Junghoi;侯碧辉

2004, 33(4): 629-633.

摘要 ( 45 )

PDF (186KB) ( 22 )

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利用负偏压增强热丝化学气相沉积在不同的负偏压和压强下,在沉积有不同厚度NiFe膜的Si衬底上制备了碳纳米管,并用扫描电子显微镜研究了它们的生长.发现在无辉光放电的情况下,碳纳米管弯曲生长,而在辉光放电时,碳纳米管准直生长,表明辉光放电对碳纳米管的准直生长起到了重要的作用.由于辉光放电的产生,在衬底表面附近形成很强的电场.相对无辉光放电时的电场,场强提高了两个数量级.本工作详细地研究了辉光放电对碳纳米管的准直生长作用.

TiOCl2溶液微波加热制备金红石型TiO2纳米粒子

王新;韩梅娟;魏雨;王延吉

2004, 33(4): 634-637.

摘要 ( 38 )

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本文报道了一种由TiOCl2液相直接合成金红石型TiO2纳米粒子的新方法,即微波诱导沸腾回流强迫水解法,用该法制备出常规条件下不能得到的产品.所得产物用粉末X射线衍射仪和透射电子显微镜表征,证明产物为金红石型,粒子尺寸5～30nm可控.研究表明,产物物相取决于Ti4+的初始水解速率,水解速率越快,越有利于金红石相成核;通过控制初始Ti4+的浓度,可改变纳米TiO2的粒径.另外还讨论了该金红石型TiO2纳米粒子的成核机理.

竹节型结构碳纳米管的形成机制研究

郑坤;王必本;侯碧辉;张兵;郝伟

2004, 33(4): 638-643.

摘要 ( 31 )

PDF (230KB) ( 25 )

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利用化学气相沉积制备碳纳米管的过程中,在含氮的气体环境中,竹节型结构的碳纳米管在催化剂的作用下可制备出来.然而,目前对其形成机制仍不十分清楚.本工作中,分析化学气相沉积制备碳纳米管过程中催化剂的状态之后,研究了碳在不同状态催化剂中的扩散,提出了新的竹节型结构碳纳米管形成机制.

纳米硅制备过程中微结构与反应气体流量之间的关系研究

刘英才;尹衍升;李静;李嘉;初蕾

2004, 33(4): 644-646.

摘要 ( 47 )

PDF (111KB) ( 22 )

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利用LICVD方法制备了纳米硅颗粒.研究了不同反应气体流量条件下,纳米硅微结构的转变规律,分析了制备工艺参数对纳米硅微结构的影响机制.研究表明,在激光功率密度恒定条件下,随着反应气体流量的增加,所制备纳米硅颗粒的尺寸逐渐变小,微结构中非晶态比例随反应气流的增加而增加.

铌酸锂晶体中的分形几何观察

黄晖;许京军;孔勇发;张国权;舒永春;孙军;徐晓轩;张光寅

2004, 33(4): 647-650.

摘要 ( 31 )

PDF (161KB) ( 23 )

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研究了铌酸锂晶体沿c轴的真实生长界面及腐蚀坑模式,在两种情况中均观察到了明显的塞尔宾斯基(Sierpinski)三角垫分形几何特征,两种情况的分形维度通过计算得出均为ln3/ln2≈1.58.

Y2O3掺杂ZrO2配合物的分子结构和光谱特性的理论研究

尹衍升;陈守刚

2004, 33(4): 651-656.

摘要 ( 41 )

PDF (214KB) ( 27 )

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本文应用密度泛函理论指导人们深入理解氧化锆溶胶中分子的结构和光谱性能,探讨了溶胶中锆配合物的结构参数、光谱特性和原子的Mulliken 电荷布局. 理论结果表明掺杂引起粒径尺寸减少是由于掺杂引起氧桥聚合速度减慢和颗粒间吸引力的减弱.此外,振动光谱分析表明锆配位前驱体的有序化和第二相掺杂剂的引入明显减少了单斜氧化锆的特征光谱.理论分析结果很好地符合了实验结果.

生长气氛和速度在金红石(TiO2)单晶体生长中的作用研究

毕孝国;修稚萌;马伟民;孙旭东;赵洪生;郭国友;付杰;丁千

2004, 33(4): 657-661.

摘要 ( 31 )

PDF (170KB) ( 20 )

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本文研究了生长气氛和生长速度在焰熔法金红石单晶体生长中的作用,对比了晶体在空气中与在氧气中退火的结果,测定了晶体试样的摇摆曲线和透过率.研究表明:金红石单晶体的生长受炉膛气氛、生长界面温度和生长速度的影响;炉膛气氛决定晶体能否形成,是关键因素;炉膛气氛中的氧分压大于液固界面(即生长界面)处熔体的氧离解压是生长完整晶体的前提条件;晶体在退火过程中消除热应力,但更重要的是通过氧化反应消除氧空位,在氧气氛中退火,可明显缩短退火时间.在所优化的实验条件下制备的晶体,完整性较好,透过率为70～72;,与商用晶体的透过率基本一致.

辉光功率对VHF-PECVD制备的硅基薄膜特性的影响

张晓丹;赵颖;朱锋;魏长春;孙建;侯国付;薛俊明;耿新华;熊绍珍

2004, 33(4): 662-666.

摘要 ( 47 )

PDF (187KB) ( 26 )

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本文主要研究了用VHF-PECVD方法制备的不同辉光功率条件下系列硅薄膜样品.喇曼测试结果显示:在不同硅烷浓度(SC)条件下,非晶到微晶的过渡区发生在不同的功率点;暗电导随晶化率也体现出不同的变化,此结果表明不同SC、不同功率制备样品的结构特性和电学特性的内在规律是不同的;另外,扫描电子显微镜的测试结果表明样品的表面呈"菜花"状和剖面为柱状的结构特征.

直流反应磁控溅射法制备二氧化钛薄膜的光响应

张利伟;张兵临;姚宁;樊志琴;杨仕娥;鲁占灵

2004, 33(4): 667-669.

摘要 ( 31 )

PDF (106KB) ( 16 )

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采用直流反应磁控溅射的方法在镀有ITO的导电玻璃衬底上沉积了二氧化钛薄膜,分别用拉曼光谱和吸收光谱研究了薄膜的结构,通过光电流研究了二氧化钛薄膜的紫外光响应.在100s的时间内光电流能达到最大值的96;,当停止紫外光照射时,光电流在200s的时间内能恢复到暗电流,二氧化钛薄膜对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明二氧化钛薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.

水热法合成Mnx Zn1-xO微晶体

李志强;田少华;韦志仁;葛世艳;窦军红;郑文礼;张华伟

2004, 33(4): 670-673.

摘要 ( 30 )

PDF (150KB) ( 27 )

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本文采用水热法合成了MnxZn1-xO晶体,水热反应条件为3mol·L-1KOH作为矿化剂,填充度为35;,温度为430℃,在Zn(OH)2中添加一定量的MnO2为前驱物,反应时间为24h.通过X射线能谱仪测量了晶体中的Mn含量,随着前驱物中MnO2含量的增加,晶体中Mn的原子百分比随着增加,Mn最大原子百分比含量超过了2;,晶体的形貌具有纯ZnO晶体的六角柱形特征.显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}和正极面{0001}.晶体直径为50～200μm,高度为20～100μm.

直流电弧等离子体喷射化学气相沉积高质量金刚石膜残余应力分布的垃曼谱分析

杨胶溪;李成明;陈广超;吕反修;唐伟忠;宋建华;佟玉梅

2004, 33(4): 674-678.

摘要 ( 56 )

PDF (171KB) ( 35 )

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不同工艺条件下在钼衬底(φ60mm)上用100 kW直流电弧等离子体喷射化学气相沉积设备进行金刚石膜的制备.金刚石膜用扫描电镜(SEM)、拉曼谱(激光激发波长为488nm)和X射线衍射来表征.研究结果表明,在直流电弧等离子体喷射化学气相沉积金刚石膜的过程中,内应力大小从金刚石膜的中央到边缘是增加的,并且应力形式是压应力.这说明了在金刚石膜中存在明显的应力不均.甲烷浓度和衬底温度都影响金刚石膜中的内应力.随着甲烷浓度和衬底温度的提高,金刚石膜中的内应力呈增加的趋势.

离子轰击增强金刚石膜与Si衬底结合力的进一步研究

徐幸梓;刘天模;曾丁丁;张兵;刘凤艳

2004, 33(4): 679-682.

摘要 ( 44 )

PDF (131KB) ( 25 )

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由于金刚石与Si有较大的表面能差,利用化学气相沉积(CVD)制备金刚石膜时,金刚石在镜面光滑的Si表面上成核困难,而负衬底偏压能够增强金刚石在镜面光滑Si表面上的成核,表明金刚石核与Si表面的结合力也得到增强.本文分析衬底负偏压引起的离子轰击对Si表面产生的影响之后,基于离子轰击使得Si衬底表面产生了微缺陷(凹坑)增大了金刚石膜与Si衬底结合的面积,理论研究了离子轰击对金刚石膜与Si衬底结合力的影响.

直流等离子体喷射制备无裂纹自支撑金刚石膜体的晶体组织设计

陈广超;周祖源;周有良;杨胶溪;李成明;宋建华;佟玉梅;唐伟忠;吕反修

2004, 33(4): 683-689.

摘要 ( 43 )

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在自支撑金刚石膜体中发现网状、河流状和环状三种裂纹形式,这几种裂纹形式依沉积温度不同而不同.首次采用了原子力显微镜分析了金刚石自支撑膜体裂纹断裂机制,发现了穿晶断裂和沿晶断裂两种机制,其中,在网状裂纹中,穿晶断裂机制占主要地位;环状裂纹中,沿晶断裂机制占主要地位,而河流状裂纹是两种机制的混合.对应X射线衍射结果,(111)晶面占优的膜体易于开启穿晶断裂机制,(220)晶面占优的膜体易于开启沿晶断裂机制.使用Raman 谱测试的膜体中的本征应力在几十到几百MPa之间,且在膜体中存在应力剖面分布.Raman谱的结果还显示低缺陷的膜体组织有利于阻挡裂纹扩展.通过建立简单力学分析模型,推测了膜体组织对断裂强度的作用.根据实验结果和力学模型,制备了最厚2mm、最大直径120mm的无裂纹自支撑金刚石膜.

陶瓷单晶(100)基底上外延生长Pt薄膜

赵昆;黄康权;张丽

2004, 33(4): 690-693.

摘要 ( 37 )

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用对靶溅射技术在MgAl2O4 (100) (MAO) 和SrTiO3 (100) (STO)单晶基底上制备Pt薄膜.基底温度为700℃时,Pt薄膜外延生长为(200)取向,Pt/STO 薄膜的电阻率很低,而Pt/MAO 薄膜表现出高电阻特征.此外,Pt (50nm)/La0.67Ca0.33MnO3 (50nm)/STO的制备和研究表明,在包括庞磁电阻材料的器件设计中,Pt是一种较好的电极材料.

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