人工晶体学报

《人工晶体学报》征稿简则

2010, 39(3): 1.

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2010, 39(3): 2.

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4H-SiC晶体表面形貌和多型结构变化研究

彭燕;宁丽娜;高玉强;徐化勇;宋生;蒋锴;胡小波;徐现刚

2010, 39(3): 559-563.

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利用光学显微镜、显微拉曼光谱仪研究了4H-SiC晶体表面形貌和多型分布.显微镜观察结果显示4H-SiC小面生长螺蜷线呈圆形,沿<11(2-)0>方向容易出现裂缝.裂缝两侧有不同的生长形貌.拉曼光谱结果显示缺陷两侧为不同的晶型,裂缝实际为晶型转化的标志.纵切片观察发现,在4H-SiC和15R-SiC多型交界处产生平行于<11(2-)0>方向裂缝;15R-SiC多型一旦出现,其径向生长方向平行于<11(2-)0>方向,轴向生长方向平行于<000(1-)>方向.

碲铟汞晶体的透射电子显微分析

王新鹏;孙晓燕;介万奇;罗林;王涛;傅莉

2010, 39(3): 564-567.

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采用垂直布里奇曼法,生长出直径为30 mm的Hg3In2Te6晶体.通过透射电子显微镜观察Hg3In2Te6晶体和第二相粒子的形貌,并利用选区电子衍射技术分析其物相.结果表明:晶锭基体的物相为Hg0.5In0.33Te;同时观察到了HgTe、In2Te3等第二相,尺寸为10～40 nm.推测晶体发生分解是形成第二相的原因.

Ca2+掺杂γ-La2S3多晶的制备

张素敏;李焕勇;李培森;介万奇

2010, 39(3): 568-572.

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本文以气固反应硫化得到的γ-La2S3粉体为原料,采用热压烧结的方法制备出了γ-La2S3多晶体片.研究了不同Ca2+掺杂量对得到粉体相结构的影响,并分析了烧结温度、保温时间对多晶体γ-La2S3红外透过率的影响.结果表明:掺入碱土金属离子Ca2+有利于低温获得稳定的高温型γ-La2S3相,在Ca/La物质的量比为1:5～1:15时能得到纯相的γ-La2S3粉体.在烧结温度为1100 ℃,保温时间为1 h时制备出的γ-La2S3多晶体片,晶粒细小均匀,无明显气孔,在10～14 μm波段的最大红外透过率约为40;.

一步电沉积法制备铜铟硫薄膜的研究

刘红娟;汪雷;杨德仁;杨华;王子奇

2010, 39(3): 573-577.

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本文采用一步电沉积法在ITO玻璃衬底上成功制备了不同Cu/In比的CuInS2(CIS)薄膜.采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和紫外-可见分光光度计对制备的薄膜进行了表征,并研究了Cu/In比对薄膜结晶性和光学性能的影响.研究表明:通过优化电解液成分、pH值和电沉积条件,可得到均匀致密、与衬底结合力强的CIS薄膜;Cu/In比的增大有助于提高退火后薄膜的结晶性能,增大晶粒尺寸;所制备的薄膜均为单一黄铜矿相,具有较好的光吸收性能,其禁带宽度约为1.47 eV.

以NH4Cl为矿化剂水热合成ZnO自组装微纳米结构

黄林勇;刘宏;刘铎;张素芳;王继扬;胡陈果

2010, 39(3): 578-582.

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采用NH4Cl为矿化剂,以金属锌片为锌源,水热合成出多种不同形貌的ZnO微纳米结构.其中ZnO纳米棒及铅笔都沿[001]方向生长,结晶性很好.在水热条件下, ZnO纳米棒通常倾向于自组装成花状的结构.本文从鲍林电负性的角度揭示了形成这些微纳米结构的化学反应机理,分析了Cl 和NH+4在这些微纳米结构形成过程中所起的作用.研究结果表明:温度和填充度对ZnO纳米结构的结晶性和形貌也有重要的影响.当温度从150 ℃升至180 ℃时,ZnO纳米晶的结晶性明显更好.当填充度从60;增加到80;时,除了形成ZnO纳米棒花状自组装结构以外,在金属锌片表面还趋于生成大量的ZnO微球.

过渡金属离子(Mn,Fe,Co)掺杂铝酸锂晶体的生长及光谱分析

滕浩;周圣明;林辉;贾婷婷;侯肖瑞;王军

2010, 39(3): 583-587.

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采用提拉法分别生长了掺杂Mn、Fe以及Co元素的LiAlO2晶体,并对其结晶质量和光谱特性进行了研究.结果表明,LiAlO2:Mn、LiAlO2:Fe和LiAlO2:Co晶体的X射线双晶摇摆曲线半高宽分别为23.2 arcsec、12.9 arcsec和23.8 arcsec.LiAlO2:Mn与LiAlO2:Fe晶体在可见至近红外波段具有较高的透过率,而LiAlO2:Co晶体在500～700 nm波段存在吸收带;光致激发与发射光谱表明Mn2+在LiAlO2:Mn晶体中处于四面体晶体场内,而Fe3+替代Li+处于八面体格位;X射线激发发射光谱分析得出空气退火后γ-LiAlO2晶体出现了较强的缺陷发光,可归结为Li2O挥发后形成的F+心,而在同样退火条件下掺杂LiAlO2晶体中相应的缺陷发光不明显,说明Li2O的挥发被抑制,晶体的热稳定性得到了改善.

退火温度对La3Ga5SiO14薄膜结构及表面形貌的影响

张雯;王继扬;季振国;李红霞;娄垚

2010, 39(3): 588-592.

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采用脉冲激光沉积技术在Si(100)衬底上制备了La3Ga5SiO14薄膜,并研究了不同的退火温度对薄膜结构和表面形貌的影响.衬底温度为室温时生长的薄膜经过800 ℃以上的高温退火后,由最初的无定形态转变为无规则取向的多晶结构.衬底温度为400 ℃时生长的薄膜经过800 ℃退火处理后呈现无序的多晶形态.当退火温度进一步升高至1000 ℃时,XRD图谱显示薄膜由最初的(220)和(300)两个结晶方向转变为以(200)和(400)为主要取向的多晶结构.表面形貌分析表明:衬底温度为400 ℃时,随着退火温度的升高,薄膜颗粒尺寸逐渐增大,表面无裂纹,而衬底温度为室温时生长的薄膜退火后则出现大量的裂缝、孔洞等缺陷.

InAs纳米颗粒的制备及性能表征

梁建;王玉;赵君芙;马淑芳

2010, 39(3): 593-597.

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以InCl3·4H2O、KBH4、As2O3和三乙醇胺为原料,采用溶剂热-退火法制备出了InAs纳米颗粒.用XRD、TEM和拉曼光谱仪对产物的微观结构进行表征.研究了反应物的配比和退火温度对产物的物相和形貌的影响,得到制备InAs纳米颗粒的最佳工艺参数为:反应物As2O3、InCl3·4H2O的物质的量配比为1:1,反应与退火温度分别为160 ℃和500 ℃.并对产物的形成过程进行了初步探讨.

快速生长KDP晶体表面的光学显微实时观察

李明;滕冰;钟德高;张世明;吕寒玉;赵严帅;由飞;许辉

2010, 39(3): 598-602.

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设计了一套溶液降温法晶体生长显微实时观察装置,对快速生长KDP晶体{101}和{100}表面形貌的演化过程进行了实时观测分析.测量了晶体表面生长层切向生长速度随溶液过饱和度的变化曲线,并利用台阶生长动力学方程计算了相关动力学参数.进行了Fe3+掺杂实验,结果表明Fe3+的存在会影响到不同晶面上生长层的动力学系数,从而改变KDP晶体表面生长层的切向生长速度.

热丝CVD法在单晶硅衬底上低温外延生长Si和Ge薄膜的研究

黄海宾;沈鸿烈;唐正霞;吴天如;张磊

2010, 39(3): 603-607.

摘要 ( 6 )

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采用热丝CVD法在单晶Si衬底上进行了Si和Ge 薄膜的低温外延生长,用XRD和Raman谱对其结构性能进行了分析.结果表明:在衬底温度200 ℃时,Si(111)单晶衬底上外延生长出了Raman峰位置为521.0 cm-1;X射线半峰宽(FWHM)为5.04 cm-1.结晶质量非常接近于体单晶的(111)取向的本征Si薄膜;在衬底温度为300 ℃时,在Si(100)单晶衬底上异质外延,得到了Raman峰位置为300.3 cm-1的Ge薄膜,Ge薄膜的晶体取向为Ge(220).研究表明热丝CVD是一种很好的低温外延薄膜的方法.

SrRuO3导电层对快速退火制备Pb(Zr,Ti)O3薄膜结构和性能的影响

王宽冒;刘保亭;倪志宏;赵敬伟;李丽;李曼;周阳

2010, 39(3): 608-612.

摘要 ( 9 )

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采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上,制备了Pt/Pb(Zr,Ti)O3(PZT)/Pt和SrRuO3(SRO)/PZT/SrRuO3(SRO)异质结电容器,并研究了快速退火条件下SRO导电层对PZT结构和性能的影响.XRD测试表明,两种结构电容器中的PZT薄膜均为钙钛矿结构,SRO/PZT/SRO、Pt/PZT/Pt均具有较好的铁电性和脉宽依赖性,5 V电压下两电容器的剩余极化强度Pr和矫顽电压Vc分别为28.3 μC/cm2、1.2 V和17.4 μC/cm2、2.1 V.在经过1010次翻转后,SRO/PZT/SRO铁电电容器疲劳特性相对于Pt/PZT/Pt电容器有了较大的改善,但SRO导电层的引入也带来了漏电流增大的问题.

溶胶-凝胶法制备CuAlO2微晶及其合成活化能研究

李抗;黄剑锋;施浙勇;曹丽云;吴建鹏

2010, 39(3): 613-617.

摘要 ( 4 )

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采用溶胶-凝胶法制备了铜铁矿结构的CuAlO2微晶,利用示差扫描量热法(DSC)对其合成活化能进行了初步研究;通过XRD、TEM等分析方法对CuAlO2微晶的物相组成和显微结构进行表征.结果表明,以乙酸铜、硝酸铝和乙二醇为反应原料,采用溶胶-凝胶法可以成功制备CuAlO2微晶.前躯体在烧结过程中,首先生成了CuAl2O4和CuO中间相,然后继续反应再形成了CuAlO2微晶.DSC分析表明CuAlO2的合成温度在1181 ℃左右,计算得到其合成活化能为88.25 kJ/mol.利用紫外-可见光谱分析,CuAlO2微晶的光学带隙约为3.85 eV.

在FeNi-C-FeS-B体系内宝石级金刚石单晶的高温高压合成研究

陈孝洲;臧传义;马红安;贾晓鹏

2010, 39(3): 618-622.

摘要 ( 9 )

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本研究利用高温高压温度梯度法,在5.4 GPa、1550 K生长条件下,考察了FeNi-C体系中单掺FeS以及FeS-B共掺杂对单晶生长宝石级金刚石品质的影响.结果表明:在单掺FeS体系中,随着FeS的增加,晶体的质量以及透明度逐渐下降,(100)晶面存在的倒方形蚀坑面积逐渐增大,同时晶体的颜色也由黄色转变成灰黑色;在共掺杂体系中,当添加剂FeS含量一定时,随着协同添加剂B的增加,晶体品质呈现出先优化后劣化的变化趋势,晶面上蚀坑的分布逐渐由(100)晶面向(111)转移,晶体颜色也由灰黑色逐渐变浅到黄色、再到B单独发生作用时导致的蓝黑色.XRD光谱分析发现,在FeNi-C-FeS-B体系中出现了某种或者某些不明物质.

温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体开裂现象的研究

张守超;阮永丰;魏小平;王友发;张灵翠;王丹丽

2010, 39(3): 623-627.

摘要 ( 6 )

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对温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了温场分布、生长速率、热应力和稀土离子掺杂对晶体开裂的影响,并通过实验分析了垂直于解理面方向上膨胀系数的变化对晶体开裂造成的影响.研究结果表明:晶体生长时径向温度梯度越小越好,生长晶体的最佳工艺参数为直径为10 mm,最佳轴向温度梯度为6 ℃/mm,最佳生长速率为0.2～0.3 mm/h.通过缓慢降温,可以成功避免晶体的开裂.

Na+对KDP晶体生长的影响

梁晓亮;王波;孙洵;顾庆天;丁建旭;许心光

2010, 39(3): 628-632.

摘要 ( 4 )

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本文利用传统的降温法和"点籽晶"快速生长法在不同Na+掺杂浓度的溶液中生长KDP晶体,定量研究了Na+对KDP晶体生长的影响.实验发现:Na+的存在降低了溶液的稳定性,致使KDP晶体柱面容易扩展.Na+的存在对KDP晶体的光学性能基本没有影响.

超声波固液反应球磨法制备纳米氧化铜粉末

肖廷;陈鼎;叶插柳

2010, 39(3): 633-637.

摘要 ( 3 )

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采用自行设计的超声波固液反应球磨机在蒸馏水中对铜粉进行球磨,成功地制备了纳米级氧化铜粉末,其球磨产物的化学成分、粒度和微观结构分别通过X射线衍射和透射电镜(TEM)进行表征.实验结果表明在超声波作用下的固液反应球磨铜粉可以生成平均粒径在20 nm左右的纳米氧化铜粉末.与没有施加超声波作用的水溶液球磨相比,超声波能对固液化学反应进行干预从而使得纳米氧化铜生成速度提高2倍以上,但对其粒度的影响不明显.

氨气氮化Ga2O3粉体合成GaN的生长机制研究

薛小霜;王芬;朱建峰;王志伟;崔珊

2010, 39(3): 638-643.

摘要 ( 14 )

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以Ga2O3为主要原料,通过氨气氮化反应合成了单相GaN粉体.利用X射线衍射(XRD)、扫瞄电镜(SEM)和荧光光谱(PL)分析在900～1050 ℃范围内,氮化温度和时间对产物的影响.结果表明:氮化温度在920 ℃以上时能够生成纯度较高的六方铅锌矿型GaN粉体,反应温度达到1000 ℃时,合成的粉体具有良好的结晶性能;当反应温度为1000 ℃,氮化时间为1.5 h时,所得样品发光性能优异.反应产物初始的平板和柱状结构显示了系统反应开始为气-固机制(V-S),但随时间的延长转变为以分解-重结晶为主导的合成机制,该机制使得粉体颗粒细化,并随着反应温度的提高以及氮化时间的延长,细化效果更加明显.

不同缓冲层对ZnO薄膜的性能影响

侯丽莉;马书懿;陈海霞;孟军霞;贾迎飞;陶亚明;尚小荣

2010, 39(3): 644-648.

摘要 ( 6 )

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用射频反应磁控溅射法在玻璃基底上分别以SnO2、SiO2和Al2O3为缓冲层制备ZnO薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计对薄膜的结构和光学性能进行了表征.XRD和SEM的分析结果表明,在SiO2和Al2O3缓冲层上生长的ZnO薄膜具有较好的c轴择优取向,薄膜表面光滑平整,薄膜的结晶质量得到改善;透射光谱表明所有样品在可见光范围内的平均透过率超过70;;通过对薄膜光致发光谱的分析,认为422 nm左右的紫峰来自于电子从晶粒边界的界面缺陷能级到价带的辐射跃迁;PL谱中蓝光和绿光的发光机制与薄膜中的本征缺陷有关.

二维声子晶体微腔能带结构的有限元分析与设计

李建宝;汪越胜;张传增

2010, 39(3): 649-655.

摘要 ( 5 )

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本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法.该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界上应用Bloch定理,求解得到的实数特征方程,获得频散曲线.与已有计算方法相比,该方法在适用性、计算速度、精确度和收敛性等方面具有明显的优越性.在此基础上使用发展的有限元方法分析研究了不同形状的声子晶体微腔的能带结构特性.结果表明这些晶体结构对于特定频率的声波可以将其限制在声子晶体微腔内,在一定环境下有着较好的吸声降噪功能.

纳米结构四氧化三铁空心微球的合成及磁性研究

吕庆荣;方庆清;刘艳美;尹萍

2010, 39(3): 656-659.

摘要 ( 6 )

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用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,通过水热反应合成了Fe3O4空心微球.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征样品的结构和形貌,结果表明,所制备的单分散Fe3O4空心微球为立方单晶结构,其直径约400 nm,是由纳米颗粒组装而成.用振动样品磁强计(VSM)测量了Fe3O4空心微球的室温磁性,发现其表现为铁磁性.

CNTs/纳微米PZT/水泥压电复合材料的研究

龚红宇;全静;张玉军;毕见强;车松蔚

2010, 39(3): 660-664.

摘要 ( 1 )

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研究制备了一种新型0-3 CNTs/纳微米PZT/水泥压电复合材料.该复合材料的基体相为硅酸盐水泥,压电活性相为锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,压电增强相为纳米碳管(CNTs).PZT采用溶胶-凝胶法合成,其粒径大多分布在几十至几百纳米之间.CNTs采用Fenton/UV法分散处理.研究了CNTs对该水泥基压电复合材料压电和介电性能的影响.CNTs可改善水泥基复合材料的导电性,使其可在室温中进行极化,提高了压电相的极化效率,从而显著提高复合材料的压电性能.0.9 vol;CNTs/70 vol;PZT/水泥复合材料的压电应变常数(d33)值可达到54.5 pC/N,显示出该类水泥基压电复合材料用作土木领域传感器的良好前景.

(1-4x)NBT-3xKBT-xBT系压电陶瓷电性能研究

廖润华;李月明;杜洁;江向平;陈少华

2010, 39(3): 665-669.

摘要 ( 4 )

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采用传统固相法制备了(1-4x)NBT-3xKBT-xBT(x=0.020～0.035)体系压电陶瓷.采用XRD分析发现该体系陶瓷都能形成单一的钙钛矿型固溶体,并在0.025≤x≤0.032范围内具有三方和四方共存结构,为该体系的准同型相界.当x=0.028时,d33=162 pC/N,Qm=203.29,kp=0.234.电滞回线分析表明,(1-4x)NBT-3xKBT-xBT体系陶瓷随着KBT和BT含量的增加具有从铁电体向反铁电体转变的趋势.

PEDOT:PSS/ZnPc作为有机小分子太阳电池阳极修饰层的研究

孟庆蕾;李方馨;席曦;钱维莹;阙立志;季静佳;丁玉强;李果华

2010, 39(3): 670-674.

摘要 ( 5 )

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采用阳极修饰法构建了基于酞菁铜(CuPc)和碳60(C60)的有机小分子太阳电池,分别研究了酞菁锌(ZnPc)、聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰层对该有机太阳电池输出性能的影响,并对三种修饰层的相关机理进行了探讨.结果表明:加入ZnPc修饰层的电池开路电压(Voc)增大,从0.372提高到0.479 V.旋涂PEDOT:PSS的电池短路电流(Jsc)提高,由1.943 mA/cm2提高到3.752 mA/cm2.而以PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰的电池Voc和Jsc均有较大的提高,Voc从 0.372 V提高到0.482 V,Jsc从1.943 mA/cm2提高到3.810 mA/ cm2,其转换效率可提高两倍以上.分析认为,ZnPc更有利于阳极空穴的输出,PEDOT:PSS能有效改善ITO表面的平整度的性质是提高太阳电池性能的主要原因.

溶胶-凝胶法制备Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷

冯博楷;武利顺;赵亮培;陈立胜;范素华;李红云

2010, 39(3): 675-679.

摘要 ( 2 )

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采用凝胶预碳化处理工艺制备了颗粒粒径较小,无硬团聚的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米粉体,以Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15非晶团簇粉体为陶瓷素坯的原料,同组分高浓度的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15溶胶为粘结剂,制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷,研究了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体的相结构和微观形貌以及陶瓷的显微结构和铁电性能.实验结果表明:700 ℃焙烧粉体呈现为非晶团簇,800 ℃焙烧粉体形成了纯层状钙钛矿结构,粒径在100～150 nm之间,无硬团聚;950 ℃烧结的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15细晶陶瓷结构致密,晶粒尺寸在0.2～0.5 μm之间,其铁电性能优良,剩余极化Pr=12.5 μC/cm2,矫顽场强Ec=50 kV/cm.

流固耦合二维声子晶体的数值模拟和实验研究

高斌;于桂兰;李建宝

2010, 39(3): 680-686.

摘要 ( 8 )

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为了研究流固耦合声子晶体的特性,本文应用有限元方法进行数值模拟并通过实验进行了验证.以二维钢柱/水正方晶格声子晶体为研究对象,利用ABAQUS有限元软件计算得到了完好周期和线缺陷情况下的传输谱和声压分布.同时利用脉冲响应技术进行实验测量,得到了以上两种情况下的带隙范围.结果表明,两种方法结果吻合得很好,说明有限元方法在计算流固耦合声子晶体问题上的优越性.

纳微米PZT/水泥基压电复合材料的研究

龚红宇;全静;张玉军;毕见强;车松蔚

2010, 39(3): 687-690.

摘要 ( 3 )

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采用溶胶-凝胶法合成了锆钛酸铅(PZT)纳微米粉体.XRD与SEM分析结果表明,经700 ℃煅烧的PZT粉体的平均晶粒尺寸约为26.4 nm,粉体团聚体的平均尺寸约为200 nm.采用干压成型-水化法制备了纳微米PZT/水泥基压电复合材料,研究了复合材料的压电及介电性能.SEM结果表明,PZT陶瓷相在基体中呈网状分布.PZT颗粒之间的良好连通性使复合材料具有优良的压电性能.

水热合成长叶片状锐钛矿相TiO2纳米晶

韦志仁;刘新辉;武明晓;彭翔宇;李志强

2010, 39(3): 691-695.

摘要 ( 3 )

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本文以水热法合成的钛酸钠纳米管为前驱物,经过二次水热处理制备出了叶片状纯锐钛矿相TiO2晶体.采用高分辨TEM、XRD对晶体形貌和结构进行了分析.在纯水条件下,TiO2晶体长度达到1～2 μm,宽度100～200 nm,钛酸钠纳米管全部转化为锐钛矿相TiO2.pH值为11时,除了合成出微米级叶片状TiO2以外,还有少量未反应的钛酸钠纳米管以及由纳米管展开的膜片物,反映了钛酸钠纳米管向纯锐钛相叶片状TiO2转化的中间过程,显示在特定的水热条件下锐钛相TiO2和钛酸钠互相转化.

Sr2+置换改性Ca0.25(Li1/2Sm1/2)0.75TiO3陶瓷的微波介电性能研究

张华;李月明;江良;李润润;刘虎

2010, 39(3): 696-701.

摘要 ( 3 )

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采用固相法制备了(Ca1-xSrx)0.25(Li1/2Sm1/2)0.75TiO3(CSLST-x)( x= 0～1/10)系列微波介质陶瓷材料,研究不同含量的Sr2+含量对该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能影响.在x=1/22～1/10范围内,Sr2+的掺杂不会改变晶体的结构;在1175～1200 ℃烧结时,相同烧结温度下随着Sr2+含量的增加,介电常数εr增大,无载品质因数与谐振频率乘积Qf值降低;置换离子Sr2+的添加使该体系的烧结温度降低了近200 ℃,并保持良好的微波介电性能.其中,x=1/16的CSLST陶瓷在1200 ℃烧结,保温5 h时具有较好的微波介电性能:εr=97.2,Qf=2490 GHz,τf =14.74 ppm/℃.

CO、H2、He流量对热解焰合成碳纳米管的影响

丁兆勇;孙保民;刘远超;许秉浩

2010, 39(3): 702-707.

摘要 ( 1 )

PDF (672KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

在用热解火焰法合成碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)过程中,CO、H2和He流量对产物种类以及CNTs的产量、结构、管径、管长等有显著影响.为了确定CO、H2和He流量的具体影响,通过固定其他实验条件,仅改变CO、H2和He流量,用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)对合成的产物进行表征,分析得到合成CNTs较好的CO、H2和He流量分别为0.4 L/min,0.3 L/min和0.2 L/min.

NBT-KBT-xLN系陶瓷的介电与铁电性能研究

刘丽娟;杜慧玲;张晰;崔玉

2010, 39(3): 708-713.

摘要 ( 4 )

PDF (413KB) ( 14 )

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采用传统电子陶瓷工艺制备了(1-x)(0.88Na0.5Bi0.5TiO3-0.12K0.5Bi0.5TiO3)-xLiNbO3(简写为NBT-KBT-xLN)无铅压电陶瓷体系,研究了该陶瓷体系的相结构、显微结构、铁电及介电性能.结果表明:在材料组成范围内(0.02≤x≤0.08),系列试样均形成了稳定的三方相钙钛矿结构;随着LiNbO3含量的增加,系列试样的矫顽场从4.41 kV/mm显著下降至1.51 kV/mm;LiNbO3的引入对材料的介电性能作用明显,随着LiNbO3含量的增加,系列试样的铁电-反铁电相变峰明显向低温方向移动,而反铁电-顺电相变峰则表现为明显的压峰效应.

微孔α-Al2O3支撑NaA沸石分子筛膜的合成与表征

杨赞中;孟凡朋;许珂敬;杨秋菊

2010, 39(3): 714-718.

摘要 ( 2 )

PDF (501KB) ( 14 )

相关文章 | 计量指标

以微孔α-Al2O3瓷板为支撑体,通过负载晶种水热反应合成了NaA沸石分子筛膜,利用XRD和FESEM表征了膜的相组成及微观结构,比较研究了动态和静态两种晶化体系对分子筛成膜的影响机制.将Na2SiO3·9H2O、NaAlO2和去离子水按n(Na2O):n(SiO2):n(Al2O3):n(H2O)= 3:2:1:148配制溶液,于95 ℃水热反应2 h制得晶种;再用Na2SiO3·9H2O、Al2(SO4)3·18H2O、NaOH及去离子水作起始物,按nNa2O:nSiO2:nAl2O3:nH2O=7.5:2:1:600配制膜晶化液,分别将负载晶种的支撑体置于动态(190 r/min搅动)和静态的晶化液中,于97 ℃下晶化4 h合成NaA沸石分子筛膜.结果表明:静态体系形成的膜主要由晶种和分子筛晶粒沉积构成,结构疏松且缺陷较多;而动态体系形成的膜则是由晶种交织生长而成,膜层薄、结晶度高、均匀连续,且成膜过程易于有效控制.

PbI2多晶膜的制备及其晶体结构

朱兴华;杨定宇;魏昭荣;杨维清;孙辉;李乐中;高秀英

2010, 39(3): 719-723.

摘要 ( 3 )

PDF (327KB) ( 13 )

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采用电子束蒸发法制备PbI2多晶膜,研究了制备条件对沉积速率和晶体结构的影响.结果表明,源-衬间距和衬底温度对沉积速率的影响不具单调性,沉积速率随源-衬间距增大、衬底温度升高呈波动起伏.不同条件下制备的PbI2膜均属六方结构,但结晶质量和择优生长晶面存在差异.实验发现,随着膜层厚度增大,样品的结晶质量提高,当膜厚超出某一临界值,其结晶质量出现明显的下降.同时,随着衬底温度升高,PbI2膜的择优生长方向由80 ℃的(110)晶面转变为120 ℃的(001)晶面,且高级次(002)、(003)、(004)晶面的衍射峰逐渐增强,样品的c轴择优取向生长更加明显.综合以上,在电子枪束流25 mA、电压6.5 kV,源-衬间距30 cm、衬底温度160 ℃的条件下,采用电子束蒸发制备的PbI2多晶膜具有最佳的结晶性能.

La,Pr,Nd掺杂对纳米TiO2光催化性能的影响

邢磊;张前程;简丽;韩秀洁;樊彩梅

2010, 39(3): 724-729.

摘要 ( 3 )

PDF (498KB) ( 13 )

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采用水解共沉淀法制备了稀土元素(La, Pr, Nd)掺杂量为0.5wt;～1.5wt;的TiO2光催化剂样本,并对其进行了XRD、TG-DTA、TEM、BET和UV-Vis表征.结果表明,所制备的TiO2光催化剂是以锐钛矿晶型为主的纳米颗粒,掺杂抑制了TiO2晶型由锐钛矿向金红石的转变,同时减小了晶粒尺寸、增大了比表面积、提高了吸光度,且使TiO2半导体的吸光范围发生了红移.将制得的TiO2光催化剂应用于溶液中草酸的降解反应,用K2MnO4滴定法分析降解效率,发现经掺杂改性后的TiO2样本光催化效率均有提高.其中,以掺杂量为1.0wt;的La掺杂样本具有最高的降解效率,与纯TiO2样本相比对草酸的降解率提高了近45;.

Eu3+:LaF3纳米晶体-液体悬浮系统中荧光弛豫的局域场效应

秦炎福;姜广智;何恩节;官邦贵

2010, 39(3): 730-736.

摘要 ( 2 )

PDF (450KB) ( 13 )

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为研究Eu3+:LaF3纳米晶体-液体悬浮系统中局域场效应对荧光辐射寿命的影响,首先用水热法成功制得了粒径均匀、分散性良好的Eu3+:LaF3纳米晶体,通过将其悬浮在各种液体介质中测出了532 nm脉冲激光激发下Eu3+的5D0能级的荧光寿命,该能级的荧光衰减曲线呈明显的二阶指数衰减特征,对荧光寿命的分析表明其中快速荧光衰减部分源于纳米晶体表面附近的稀土离子.荧光衰减的长寿命部分与各种局域场效应理论模型中的最小二乘法拟合结果表明,忽略表面效应并考虑实际的量子效率时,实腔模型是解释本文的研究系统中荧光弛豫的局域场效应的最佳理论模型.

基于普通介质无缺陷一维光子晶体高Q值多通道滤波器

钟远聪;方云团

2010, 39(3): 737-740.

摘要 ( 17 )

PDF (293KB) ( 15 )

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设计用常规介质构成的无缺陷的一维光子晶体,用特征矩阵法研究光波在其中的传输特性.在消逝波和传输波相互耦合的传播模式条件下,对特定的入射角度,有多个分离的高Q值频道可以让光波传播.因此可以将该结构用作多通道高Q值频率滤波器.通道位置和数目可以通过入射角度和结构的周期数目进行调节.

SiC晶体的PVT生长系统及测温盲孔对热场的影响

封先锋;陈治明;蒲红斌

2010, 39(3): 741-746.

摘要 ( 7 )

PDF (463KB) ( 26 )

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实验中研究了不同结构参数的测温盲孔对晶体生长面热场的影响,结果分析表明:径向温度梯度和轴向温度梯度与测温盲孔的深度和半径近似成正比关系,但测温盲孔尺寸变化对径向温度梯度和轴向温度梯度的影响效果不同;改变测温盲孔尺寸适于调节径向温度梯度;测温盲孔半径和深度的增加均可导致坩埚盖上SiC多晶生长速率提高.

二次退火制备III-V族半导体量子点

肖虎;孟宪权;朱振华;金鹏;刘峰奇;王占国

2010, 39(3): 747-750.

摘要 ( 4 )

PDF (417KB) ( 18 )

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利用离子注入法在一块Si(001)衬底上注入了In+和As+,注入能量分别为210 keV,150 keV,注入剂量6.2×1016cm-2,8.6×1016 cm-2,另一块Si(001)衬底上注入Ga+和Sb+,注入能量分别为140 keV,220 keV,注入剂量分别为8.2×1016 cm-2,6.2×1016 cm-2,然后对样品分别经过一次退火和二次退火处理制备出了Si基量子点材料.用透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了退火后量子点截面像,用PL探测量子点的光致发光谱,发现经二次退火生长的量子点微晶格结构和Si衬底损伤的修复均明显优于一次退火.

温度及搅拌速度对纳米氢氧化镍性能的影响

李强;朱燕娟;张仲举;黄亮国;包杰

2010, 39(3): 751-756.

摘要 ( 3 )

PDF (489KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

采用化学沉淀法制备出片状和棒状混合的纳米β-Ni(OH)2.将纳米粉体以8;比例掺入到球镍中制成复合电极,研究了反应温度和搅拌速度对纳米粉体结构、形貌及其复合电极电化学性能的影响.结果表明:反应温度升高,纳米颗粒粒径增大;搅拌速度提高,粒径减小;复合电极的放电比容量随反应温度和搅拌速度提高先增大后减小,当反应温度为50 ℃、搅拌速度为500 r/min时,相应的复合电极放电比容量最大,达到了263.3 mAh/g,比纯球镍电极放电比容量(239.4 mAh/g)提高了约10;.研究还显示,复合电极的放电比容量与其粉体的压实密度有直接关系,其放电比容量和放电平台均高于纯球镍电极.

纳米石墨和纳米碳管薄膜在低电场下的稳定场发射

张新月;袁泽明;姚宁;张兵临

2010, 39(3): 757-760.

摘要 ( 3 )

PDF (291KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

采用微波等离子体化学气相沉积法(MPECVD)制备出了纳米石墨和纳米碳管混合薄膜材料.通过扫描电镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)对薄膜材料的结构和形貌进行了分析.研究了薄膜材料的场发射性能.场发射结果显示:其开启电场为0.7 V/μm1,在较低电场下(3.7 V/μm1)即可获得5.2 mA/cm2的电流密度,此电场下发射点密度可达1.6×107 cm-2,发射点均匀,亮度稳定.迭代法计算结果表明制备的纳米石墨和纳米碳管混合薄膜材料的功函数仅为3.2 eV.这些表明该薄膜材料为优良的场发射冷阴极材料.

载Ag二氧化钛纳米线的制备及其光催化性能

张绍岩;次立杰;丁士文;于宏伟

2010, 39(3): 761-765.

摘要 ( 6 )

PDF (367KB) ( 22 )

相关文章 | 计量指标

利用水热合成法,制备出了二氧化钛纳米线,通过葡萄糖还原Ag(NH3)+2,在制备出的二氧化钛纳米线表面负载了 Ag纳米颗粒.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征.结果表明:该Ag/TiO2纳米线在可见光区域表现出较强的吸收性能.测试了样品降解酸性红3R溶液的活性.结果表明,TiO2纳米线表面负载Ag纳米颗粒对提高其光催化性能具有积极的作用.

衬底温度对直流磁控溅射法制备掺锆氧化锌透明导电薄膜性能的影响

张化福;刘瑞金;刘汉法;陈钦生;王新峰;梅玉雪

2010, 39(3): 766-770.

摘要 ( 4 )

PDF (378KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

利用直流磁控溅射法在石英衬底上制备出了高透明导电的掺锆氧化锌(ZnO:Zr)薄膜.研究了衬底温度对ZnO:Zr薄膜结构、形貌及光电性能的影响.XRD表明实验中制备的ZnO:Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向.实验所制备ZnO:Zr薄膜的晶化程度和导电性能对衬底温度有很强的依赖性.当衬底温度为300 ℃时, ZnO:Zr薄膜具有最小电阻率7.58×10-4 Ω·cm,其可见光平均透过率超过了91;.

直流电弧等离子体制备NiO纳米颗粒研究

魏智强;汪宝珍;闫晓燕;朱林;杨晓红;闫鹏勋

2010, 39(3): 771-775.

摘要 ( 2 )

PDF (340KB) ( 13 )

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采用直流电弧等离子体技术成功制备了NiO纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应选区电子衍射(SAED)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、BET氮吸附等测试方法对样品的成分、形貌、晶体结构、比表面积、粒度分布、红外吸收性能进行表征分析.实验结果表明:直流电弧等离子体制备的NiO纳米颗粒为fcc结构的晶态,形貌呈规则的球形,粒度均匀,分散性良好,粒径范围在15～45 nm,平均粒径为25 nm,比表面积为33 m2/g.与普通块体NiO相比,红外吸收峰发生了红移.

乙醇/水混合溶剂热法制备不同形貌的CuO晶体

鞠剑峰;施新宇;吴东辉

2010, 39(3): 776-779.

摘要 ( 11 )

PDF (314KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

以Cu(NO3)2·3H2O为原料,加入NaOH或NaOH+Na2CO3水溶液沉淀剂,生成Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3沉淀作前驱物,采用乙醇/水混合溶剂热法制备CuO.用FT-IR、XRD、SEM等方法对产物进行了表征.研究了溶剂的组成、前驱物的种类等因素对产物形貌及生成速率的影响.实验结果显示:以Cu2(OH)2CO3作前驱物,溶剂组成为V(C2H5OH):V(H2O)=1:2、150 ℃处理12 h可得形状规整的片状CuO;而以Cu(OH)2作前驱物,在相同条件下处理所得产物形貌为纺锤形.

Y3+掺杂对CoFe2-xYxO4铁氧体离子占位的影响

孟祥东;李海波

2010, 39(3): 780-783.

摘要 ( 2 )

PDF (289KB) ( 15 )

相关文章 | 计量指标

采用溶胶-凝胶自燃烧法制备了CoFe2-xYxO4 (x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)铁氧体纳米粉末体,进行了500 ℃热处理.采用VSM测试了其比饱和磁化强度,根据比饱和磁化强度(σs)与总磁化强度(Ms)的关系计算了Y3+掺杂对晶格中由B位迁移到A位的Co2+物质的量的值(y);随着Y3+掺杂量的增加,迁移的Co2+的物质的量先增加后减少.并用Mssbauer谱技术进行了佐证,根据拟合的数据分析了Y3+掺杂后晶体中A位和B位的Fe3+的迁移规律;讨论了A位和B位的峰面积比值.

Fe2O3微球的制备及其表征

徐志兵

2010, 39(3): 784-787.

摘要 ( 3 )

PDF (284KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

本文采用阳离子交换树脂为模板,通过离子交换、高温焙烧等过程制备了Fe2O3微球.采用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、X射线能量散射谱仪等分析方法对产物进行了表征.结果表明:所制备的微球直径在300～500 μm之间,微球表面由α-Fe2O3颗粒有序排列组成.

乙二胺四乙酸对碳酸钡粒子形貌影响的研究

王丽娜;谢长东;霍冀川;刘树信;雷永林

2010, 39(3): 788-792.

摘要 ( 1 )

PDF (364KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

以硝酸钡和碳酸铵为原料,采用共沉淀法,通过添加和控制乙二胺四乙酸(EDTA)用量,制备出哑铃状、球状和圆柱状等不同形貌的碳酸钡粒子.采用TG/SDTA、SEM 、FT-IR和XRD等对产品进行分析与表征,结果表明:不同形貌碳酸钡粒子均属正交晶系,粒子分布均匀,粒度较小,形貌完整.同时对形貌控制机理进行了初步分析.

氟化钡晶体电注入着色

王娜;顾洪恩;郭美丽

2010, 39(3): 793-796.

摘要 ( 4 )

PDF (194KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

在不同的温度,电压和时间条件下,经点阴极电注入,有效地使氟化钡晶体着色.在室温下,分别对着色前后的晶体进行系统光谱测量.在着色前的氟化钡晶体中未观测到明显的吸收峰.在着色后的氟化钡晶体中,观测到大量的F和FA色心以及一些未知色心.对不同电注入温度、电压和时间条件下的着色氟化钡晶体光谱进行比较分析,得到了经点阴极电注入着色氟化钡晶体色心强度随着色温度,电压和时间的变化规律并给出了色心形成机理以及色心强度随温度、电压和时间变化机理.

BiVO4/SiO2复合材料的制备及光学性能

次立杰;张绍岩;张玉军

2010, 39(3): 797-801.

摘要 ( 2 )

PDF (319KB) ( 13 )

相关文章 | 计量指标

以Bi(NO3)3 、NH4VO3 和Na2SiO3为原料,采用沉淀法制备了BiVO4/SiO2复合材料.利用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)及紫外-可见光吸收测试(UV-vis)对样品的晶相组成、微观结构和紫外-可见光吸收特性进行了表征.紫外-可见光吸收光谱分析表明:BiVO4/SiO2复合材料具有较宽的紫外-可见光吸收范围,计算其光学带隙为2.39 eV.光催化降价亚甲基蓝性能测试表明:BiVO4包覆SiO2能有效提高其催化性能.

L-天冬氨酸诱导叠层碳酸钙微晶的形成

胡艳丽;马拥军;罗庆平;周勇;裴重华

2010, 39(3): 802-806.

摘要 ( 6 )

PDF (554KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

利用气相扩散的方法得到一种特殊形貌的碳酸钙层状聚集体.探讨了L-天冬氨酸的浓度、反应时间对碳酸钙的形貌和晶型的影响.采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及红外吸收光谱(FT-IR)对合成出的样品的形貌、结构进行了表征.结果表明:L-天冬氨酸的浓度及反应时间对碳酸钙的形貌和晶型有着重要的影响,并对L-天冬氨酸浓度影响碳酸钙的形貌和晶型的机理进行了解释.

CdX2(X=Cl、Br):Ni2+晶体的吸收光谱和EPR谱的统一解释

陈太红;曾体贤;彭松山;宋婷婷;蒲瑾;谌家军

2010, 39(3): 807-812.

摘要 ( 4 )

PDF (329KB) ( 13 )

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本文考虑3d电子和轨道局域性差异和配体旋-轨耦合作用的影响,在晶体场理论和电子顺磁共振理论基础上,采用d轨道模型,推导出了3d2/d8电子组态在D3d对称下的广义能量矩阵,利用双共价因子双旋-轨耦合EPR谱高阶微扰公式,统一解释了CdX2(X=Cl、Br):Ni2+晶体的吸收光谱和EPR谱.

偏磷酸钙玻璃陶瓷的结晶化研究

梁晓峰;尹光福;杨世源;王军霞

2010, 39(3): 813-816.

摘要 ( 3 )

PDF (309KB) ( 14 )

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以Ca(H2PO4)2·H2O和H3PO4为原料,按0.45的Ca/P物质的量比制备了偏磷酸钙玻璃,在300～700 ℃对玻璃进行热处理,获得了偏磷酸钙玻璃陶瓷.利用XRD、FT-IR等研究了玻璃结晶化过程中的结构变化,利用SEM观察了玻璃陶瓷的微观形貌.结果表明:玻璃陶瓷中的结晶相为纯的β-Ca(PO3)2;玻璃结晶过程伴随温度提高逐渐发生,在400 ℃保温3 h已经形成了β-Ca(PO3)2晶体相;温度提高,玻璃陶瓷红外光谱的精细结构明显;随结晶化温度升高和保温时间延长,玻璃陶瓷中结晶相形貌由纤维状变为晶界明显紧密排布的短棒状晶粒.

规整Cu-Zn-Mg-Al类水滑石的合成及其结构分析

吴健松;肖应凯;林意萍;梁海群;李春银;何海英

2010, 39(3): 817-822.

摘要 ( 3 )

PDF (443KB) ( 13 )

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以CuCl2·2H2O、ZnCl2·6H2O、MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Na2CO3为原料,采用丙三醇-水热法组装了优质铜-锌-镁-铝类水滑石.样品采用XRD、SEM、TEM、TG-DAT、N2吸附-解吸的分析方法进行了物相、粒度、晶体形貌结构、热分析和比表面分析.分析了不同介质条件对Cu-Zn-Mg-Al-HTlc类水滑石样品特征的影响.结果发现,在水热反应体系中加入体积分数为15;的丙三醇,反应温度为180 ℃,反应时间为18 h时可获得晶形好、板层结构显著、规整性好、分散性好的优质铜锌铁镁铝水滑石,估算薄层厚度约在36 nm左右.

[Co(H2O)6](C18H15O4SO3)2·4H2O的合成和晶体结构

王秋亚;焦华;朱海燕

2010, 39(3): 823-828.

摘要 ( 2 )

PDF (326KB) ( 14 )

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以芒柄花素为先导化合物,合成了水溶性的[Co(H2O)6](C18H15O4SO3)2·4H2O,并采用IR, 1H NMR, TG-DTA, XRD和单晶X射线衍射法对其结构进行了表征.单晶X射线衍射结果表明:[Co(H2O)6]2+、C18H15O4SO 3和H2O之间存在多种氢键,形成晶体结构中的亲水区.异黄酮骨架间反平行排列,面对面和边对面芳香堆积作用同时存在于其中,构成晶体结构中的疏水区.磺酸根是连接亲水区和疏水区的桥梁.氢键、芳香堆积作用以及阴阳离子之间的静电引力共同将标题化合物组装成具有三维网络结构的超分子.

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