人工晶体学报

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2010, 39(6): 1.

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CdGeAs2单晶体的腐蚀研究

黄巍;赵北君;朱世富;何知宇;陈宝军;李佳伟;虞游

2010, 39(6): 1349-1352.

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报道了一种新型的CdGeAs2晶体择优腐蚀剂,配方为:H2O2(30;): NH4OH(含NH325;-28;): NH4Cl(5mol/L): H2O=1 mL: 1.5 mL: 1.5 mL: 2 mL.将经机械研磨、物理抛光和溴甲醇化学抛光处理后的表面平整无划痕的CdGeAs2晶片,在40 ℃下超声振荡腐蚀数分钟,采用金相显微镜和SEM进行蚀坑观察.结果表明,新型腐蚀剂对CdGeAs2晶体(204)和(112)晶面择优腐蚀效果显著,蚀坑取向一致,具有很强的立体感;(204)晶面蚀坑呈三角锥形,(112)晶面蚀坑呈五边形,从晶体结构上对蚀坑形成机理进行了分析讨论.

助熔剂法生长非线性光学晶体Cd3Zn3B4O12及其性质研究

焦志伟;张文林;沈德忠;王晓青;沈光球

2010, 39(6): 1353-1358.

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本文以PbO-0.25B2O3为助熔剂,利用顶部籽晶法获得了较大块的Cd3Zn3B4O12单晶.透过率测试结果显示该晶体的紫外截止波长位于310 nm处.利用Kurtz-Perry的方法对晶体的倍频效应进行了测试,结果显示该晶体的粉末倍频效应约为KDP的5倍,且能实现相位匹配.晶体的光损伤阈值约为840 MW(1064 nm,10 ns).该晶体的热分析结果显示Cd3Zn3B4O12晶体在熔点温度以上会产生分解,这也是阻碍高质量大块Cd3Zn3B4O12晶体生长最主要的因素.

ADP晶体(100)面相变界面的微观结构

曹亚超;李明伟;喻江涛;王晓丁;朱廷霞

2010, 39(6): 1359-1366.

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ADP晶体{100}面族生长的实时与非实时AFM(Atomic Force Microscopy)研究表明,其相变驱动力为0.01～0.04kT/ωs时,ADP晶体(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度均不到0.3 nm,小于该晶面间距0.75 nm,微观结构表现为光滑界面,与夫兰克模型、特姆金模型相符,并观测到螺位错生长;在相变驱动力为0.053～0.11kT/ωs时,ADP晶体的(100)面的平均面粗糙度和均方面粗糙度介于1.8～4.2 nm,大于该晶面间距0.75 nm,微观结构粗糙度增加,趋向于粗糙界面,可用特姆金的弥散界面模型解释,界面上观测到多二维核生长.

金刚石/金属触媒界面表征及金刚石生长的热力学分析

钮震;许斌;田彬;高才;马中全

2010, 39(6): 1367-1371.

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利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了高温高压触媒法合成金刚石后金刚石/触媒界面的物相组成,发现铁镍元素与碳元素的原子比为3.1: 1,并分析得出高温高压下界面中存在Fe3C、Ni3C物相结构.据此,利用热力学中经典的ΔG<0判定法,计算Me3C(Me:Fe,Ni)物相分解出金刚石的自由能变化.结果表明:在触媒法合成金刚石条件下(1500～1700 K、5～6 GPa),Me3CC(金刚石)+3Me比石墨金刚石的ΔG更负.因此,从热力学角度看,Me3C的形成,尤其是铁基触媒中Fe3C、Ni3C的形成,说明触媒法合成金刚石单晶是来自于Me3C型碳化物的分解,而并非石墨结构的直接转变.

化学溶液分解法制备(Bi0.8Ce0.2)2Ti2O7薄膜及性能研究

荆象阳;秦晓燕;张晓阳;张寅

2010, 39(6): 1372-1375.

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采用化学溶液分解法(CSD)在p型Si<100>衬底上制备了(Bi0.8Ce0.2)2Ti2O7薄膜,采用X射线衍射技术研究了薄膜的结构和结晶性.研究表明:Ce3+部分取代Bi3+能够显著提高Bi2Ti2O7薄膜的相稳定性.同时还研究了薄膜的电容-电压特性、介电常数、介电损耗.结果表明,该薄膜具有良好的介电特性.

超声喷雾热解法制备铝掺杂氧化锌薄膜

严志宸;张海明;高波;朱彦君

2010, 39(6): 1376-1380.

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采用超声喷雾热解法在玻璃衬底上制作了不同浓度Al掺杂的ZnO: Al薄膜(AZO).采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、反射光谱(Res)、四探针测试仪等测试了不同Al掺杂浓度下AZO薄膜的表面形貌、晶体结构和光学、电学性能.SEM结果表明低掺杂浓度时AZO表面致密,随着Al浓度的增加薄膜表面孔洞增多,平整度降低.XRD结果表明当nZn/nAl物质的量比为100: 5时, AZO薄膜为c轴择优取向纤锌矿结构.PL谱结果表明不同浓度的Al掺杂AZO薄膜具有近带边紫外发射和深能级发射两个发射峰,且紫外发射峰随着Al3+浓度的增加先蓝移后红移.反射光谱表明所有样品在可见光区的反射率较低..方阻测试结果表明当nZn/nAl为100: 5时,AZO薄膜具有良好的导电性.

静电自组装制备镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料研究

王程;施惠生;李艳;杜国强

2010, 39(6): 1381-1385.

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采用静电自组装方法制备了镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料.采用巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂对高岭石进行干法改性,采用30; H2O2/HOAc将偶联剂巯基基团氧化为磺酸基基团.在静电引力的作用下,带负电荷的高岭石与带正电荷的钛聚合阳离子和La3+自发地组装在一起,经一定温度热处理得到镧掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料.采用XRF、XRD、FT-IR、SEM和PL等对材料进行分析,采用甲基橙染料评价材料的光催化性能.研究表明:采用静电自组装方法可有效提高高岭石与纳米TiO2的复合效率;镧掺杂导致TiO2与高岭石之间的结合力增强;适量的镧掺杂导致锐钛矿晶体发生畸变,能带结构改变,电子-空穴对复合几率降低,进而导致其光催化性能增强;镧掺量5 mol;的复合材料对甲基橙溶液表现出更高的光催化脱色效果.

多元素协同掺杂对氢氧化镍正极高温性能的影响

赫文秀;安胜利;张永强;蒋文全;孙海峰;杨慧

2010, 39(6): 1386-1390.

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选取Co、Zn、Ca、Mg、Cu和Mn元素与Ni元素以一定化学计量比共沉积,并对其进行修饰或掺杂,制备出新型氢氧化镍正极材料.采用恒电流充放电技术测试其在不同温度不同倍率下的充放电性能,并测试了样品的粒径和振实密度.研究结果表明:粒径尺寸分布适中,振实密度较高;通过多元素协同掺杂,可显著提高析氧电位,抑制析氧副反应的发生.多元素之间的协同掺杂是改善氢氧化镍正极材料高温大电流充放电性能的有效途径.

金刚石微铣刀头图形化法的制备研究

朱良杰;卢文壮;徐锋;左敦稳;王正鑫;张敏

2010, 39(6): 1391-1395.

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微细铣削加工技术是具有较高相对精度的精密三维微小零件的制造技术,微零件尺寸和精度在很大程度上依赖于微切削刀具的切削性能.CVD金刚石膜作为一种具有众多卓越特性的功能材料,是制造新型超硬微铣刀的优越刀具材料.本文开展了硅微模具图形化法沉积金刚石膜微铣刀头的实验研究,成功制作了特征尺寸为25 μm、50 μm和100 μm双层金刚石微铣刀头.SEM,ADE等分析结果表明采用的工艺能够获得表面质量好、形状和尺寸精度很高的金刚石微铣刀头,该工艺能够实现批量制造,是制作金刚石微铣刀的理想方法.

沉积温度对BiFeO3薄膜结构和性能的影响

赵庆勋;魏大勇;王宽冒;马继奎;刘保亭;王英龙

2010, 39(6): 1396-1400.

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采用磁控溅射法制备SrRuO3(SRO)薄膜、脉冲激光沉积法制备BiFeO3(BFO),构架了Pt/SRO/BFO/SRO/SrTiO3(001)异质结,采用X射线衍射仪(XRD)、铁电测试仪研究了沉积温度对BFO薄膜结构和性能的影响.研究结果表明,随着温度的升高,BFO(001)和(002)衍射峰强度逐渐增强,BFO(110)和Bi2O3衍射峰强度逐渐减小,不同沉积温度下生长的样品都具有铁电性,在800 kV/cm的电场下,640 ℃下生长的BFO薄膜的剩余极化强度为65 μC/cm2.采用数学拟合的方法研究了Pt/SrRuO3/BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3的漏电机理,结果表明BFO薄膜导电机理为普尔-弗兰克导电机理.

银纳米颗粒结晶形态形成机理研究

陈瀛;宫斯宁;何光辉;孙学良;陈敬中;洪汉烈

2010, 39(6): 1401-1405.

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从结晶学的角度探讨了银纳米晶体形成的机理:银纳米晶体生长过程遵循布拉维法则,对比了银纳米晶体的立方面心格子主要面网密度应为(111)>(200)>(110)>(100).以银的单一晶胞为基本单元,分析了银纳米结晶形态的变化趋势:优先生长为四面体(八面体),立方体;常形成立方体、八面体与菱形十二面体,正负四面体与立方面体,八面体与立方体、菱形十二面体的聚形;以及多种银纳米尺度的结晶形态可共存.

固态源分子束外延法生长InGaP/GaAs异质结构的热力学分析

曹雪;舒永春;叶志成;皮彪;姚江宏;邢晓东;许京军

2010, 39(6): 1406-1411.

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本文建立了采用分子束外延法制备InGaP/GaAs异质结构的热力学模型,其中考虑了两个重要的因素,由晶格失配引起的内在应力和InP的脱附.所得到的模型与现有实验结果匹配较好.该模型的实验结果表明在InGaP的生长过程中,生长温度,In/Ga束流比及合金组分之间的相互关系,同时也与实验数据相吻合.该模型对于其他气相沉积生长方式也具有一定的适用性.

靶与衬底之间的距离对ZnO:Zr透明导电薄膜性能的影响

张化福;陈钦生;刘汉法

2010, 39(6): 1412-1416.

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利用直流磁控溅射法在室温玻璃衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锆氧化锌(ZnO: Zr)透明导电薄膜.并系统地研究了靶与衬底之间的距离对ZnO: Zr薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响.实验结果表明,靶与衬底之间的距离对ZnO: Zr薄膜的生长速率、结晶质量及电学性能有很大影响,而对其光学性能影响不大.实验制备的ZnO: Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有垂直于衬底方向的c轴择优取向.当靶与衬底之间的距离从60 mm减小到50 mm时,薄膜的晶化程度提高、晶粒尺寸增大,薄膜的电阻率减小;然而,当距离继续减小时,薄膜的晶化程度降低、晶粒尺寸减小,薄膜的电阻率增大.当靶与衬底之间的距离为50 mm时,薄膜的电阻率达到最小值4.2×10-4 Ω·cm,其可见光透过率超过95;.实验制备的ZnO: Zr薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极.

人工合成金刚石表面三角锥缺陷的存在机理研究

臧传义;陈奎;谌伦建;陈孝洲;陈立学

2010, 39(6): 1417-1421.

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天然金刚石主要生长面为{111},在其表面经常会存在大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷,这种缺陷很少出现在人工合成金刚石单晶的表面.本研究在高温高压5.4 GPa、1550 K的条件下,以FeNi合金作为触媒,FeS为添加剂,利用温度梯度法(TGM)直接合成金刚石单晶的{111}表面同样发现有大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷.而在体系中加入微量单质B时,高温高压直接合成金刚石单晶的{111}表面不仅存在大量金字塔状的三角锥蚀坑,还出现了天然金刚石表面不曾发现的大量规则的三角凸起平台和凸起的金字塔状或者顶面平整的三角锥缺陷.由此推断,尽管天然金刚石{111}表面经常出现的三角锥缺陷可能是在自然环境中后期腐蚀出现的,而在FeNi-C-FeS体系高温高压直接合成的金刚石单晶{111}表面出现的三角锥缺陷却是在晶体生长过程中直接形成的,FeS在这种表面缺陷的形成过程中起着不可或缺的作用.

Al2O3加入量对AlN-Al2O3复相陶瓷制备及性能的影响

陈兴;杨建;丘泰

2010, 39(6): 1422-1428.

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以AlN和Al2O3为原料,Y2O3为烧结助剂,N2气氛下在1650 ℃下热压烧结制备出了AlN-Al2O3复相陶瓷;采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对复相材料的相组成、显微结构进行表征.研究了Al2O3加入量对AlN-Al2O3复相材料的强度、热导率和介电性能的影响.结果表明,Al2O3加入量的增加可促进材料的烧结致密化和抑制AlN基体晶粒的生长.Al2O3含量为20 wt;和30 wt;时可制得致密的AlN-Al2O3复相陶瓷.Al2O3利用其高强度和弥散强化作用对AlN基体起到了明显的增强效果.随着Al2O3加入量的增加,试样的抗弯强度显著提高,热导率和介电性能也得到改善.加入30 wt; Al2O3的复相陶瓷的抗弯强度和热导率达到最大值457 Mpa和57 W/(m·K),介电常数和介电损耗达到最低值9.32和2.6×10-4.当Al2O3含量达到40 wt;以后,材料中部分AlN与Al2O3反应生成AlON,从而使材料的抗弯强度、热导率和介电性能又明显下降.

Zn、Ni掺杂对制备纳米α-Fe2O3的影响研究

张兆志;魏雨;刘辉;程敬泉;王焕英

2010, 39(6): 1429-1433.

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以氯化铁为原料,采用液相催化相转化法,合成了Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)掺杂的α-Fe2O3纳米颗粒,并采用XRD、TEM对产物进行表征.结果表明:pH=9制备反应前驱物,[Fe(II)]/[Fe(III)]=0.02,反应过程中反应体系的pH值随时间的延长先增大后减小;当掺杂的浓度在0.5×10-4～1.0×10-2 mol/L范围内,所得纳米颗粒为α-Fe2O3,且掺杂能使产物粒径减小.

室温固相反应法制备YIG纳米粉体

曾丽文;徐光亮;刘桂香;余洪滔;卢超;马拥军

2010, 39(6): 1434-1438.

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以Y(NO3)3·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料,分别与NaOH和C6H8O7·H2O经室温固相反应合成了粒径分布为20～40 nm的YIG纳米粉体.采用XRD和TEM对粉体产物的晶体结构、形貌、粒径进行了表征,并用该粉体制备了YIG多晶铁氧体,讨论了烧结温度对YIG铁氧体显微结构和磁性能的影响.结果表明:选取柠檬酸为原料其YIG结晶化温度比以NaOH为原料低了接近100 ℃;在1320 ℃烧结3 h可得到显微结构均匀致密的YIG铁氧体,其饱和磁化强度受烧结温度影响很小,基本上在170 mT左右.

Nd,Ce共掺YAG透明陶瓷的制备及其光谱性能研究

滕浩;李宇焜;林辉;李文杰;侯肖瑞;贾婷婷;易庆;周圣明

2010, 39(6): 1439-1442.

摘要 ( 39 )

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采用固相反应真空烧结法首次制备出Nd3+和Ce3+的掺杂浓度分别为1.0 at;和0.3 at;,Nd、Ce共掺YAG透明陶瓷,并对样品的相结构、显微结构、光学透过率和光谱性能进行了表征.结果表明,Nd3+和Ce3+都进入了YAG 晶格,样品的平均晶粒尺寸约为5 μm,1.5 mm样品的光学透过率除吸收带外基本都在75 at;以上.采用 467 nm 的激发源对样品Ce3+的5d能级进行激发,Ce3+通过对Nd3+的能量转移,实现了Nd3+的近红外发射,主荧光发射峰位于在1064 nm处,荧光寿命为256 μs.

湿法腐蚀制备蓝宝石图形衬底的研究

邵慧慧;李树强;曲爽;李毓锋;王成新;徐现刚

2010, 39(6): 1443-1445.

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利用湿法腐蚀方法,制备出图形化蓝宝石衬底(PSS).在相同的腐蚀时间下,研究腐蚀液温度对腐蚀蓝宝石表面形貌和外延后GaN材料的影响.扫描电镜(SEM)测试结果表明:随着腐蚀液温度的增加,图形的深度增加.腐蚀后图形阵列排布整齐,所有图形都方向一致,这与蓝宝石本身晶体性质有关.腐蚀液温度对外延后GaN的影响也比较大,随着腐蚀液温度的增加,(002)半峰宽逐渐增加,光致发光谱(PL)发光强度逐渐增加.管芯结果表明,LED管芯的光强也逐渐增加.

Mn3O4纳米粒子的合成及表征

郭磊;雷良才;张俊;王思瑶;韩向艳;储刚

2010, 39(6): 1446-1450.

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以 KMnO4和乙醇为原料,常压下50～60 ℃反应生成前驱物,将此前驱物转移至反应釜中,在190 ℃反应4 h,采用溶剂热法合成Mn3O4纳米粒子.探索了反应温度对产物结晶度及产物在水中分散性的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外吸收光谱(IR)对产物进行表征.结果表明,反应温度为190 ℃时,产物Mn3O4纳米粒子的结晶度最大,在水中分散性最好,为四方晶系,平均粒径在50 nm左右.该方法的突出特点是Mn3O4纳米粒子的合成量大,反应时间短,效率高.

六边形多孔NiO纳米片的合成与表征

赵金博;吴莉莉;吴佑实;邹科;傅佩珍

2010, 39(6): 1451-1455.

摘要 ( 39 )

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以硫酸镍和六次甲基四胺为原料,采用水热法制备出粒径约为90 nm的六边形Ni(OH)2纳米片,再将Ni(OH)2纳米片煅烧得到多孔六边形NiO纳米片.通过 X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试手段对所得产物物相和形貌进行了表征.结果表明,多孔六边形NiO纳米片属于六方晶系,孔径约为15 nm.研究发现,通过调节反应物的浓度即可以在无模板的情况下控制产物为多孔六边形或刺球形NiO纳米晶.根据实验结果,本文提出了不同形貌NiO的形成机理.

溶胶-凝胶结合微波水热法制备莫来石微晶

杨强;黄剑锋;曹丽云;王博;吴建鹏;杨婷

2010, 39(6): 1456-1460.

摘要 ( 25 )

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以Al(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,采用溶胶-凝胶结合微波水热法制备了莫来石粉体,并运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等分析测试方法对制备的莫来石粉体进行了表征.研究了煅烧温度以及微波水热温度对莫来石粉体的相组成和显微结构的影响.结果表明:微波水热温度的升高,可以降低莫来石粉体的合成温度.热分析显示莫来石的开始合成温度在1046 ℃左右,而实际后处理温度要达到1300 ℃才能得到纯相的莫来石粉体.经过微波水热处理后,粉体的形成温度降低到了1200 ℃.微波水热温度对所制备的莫来石粉体形貌有较大的影响,随着微波水热温度的升高,所得莫来石粉体由块状结构逐渐向颗粒状结构转变,团聚减少,粒径减小,分散性增强.

NiTiO3薄膜的溶胶-凝胶工艺研究

郝品;黄剑锋;曹丽云;王培霖

2010, 39(6): 1461-1464.

摘要 ( 31 )

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以无机镍盐和钛酸四丁酯为起始原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了NiTiO3薄膜.采用X射线衍射(XRD)、综合热分析仪(DSC/TG)、场发射扫描电镜(FESEM)对制备的薄膜进行了测试和表征.研究了保温时间,溶胶浓度对钛酸镍薄膜晶相组成、显微结构的影响.结果表明:保温时间为3 h,溶胶浓度为0.5 mol/L是制备NiTiO3薄膜的最佳工艺条件;随着保温时间的延长,薄膜的结晶度和致密度均有所提高;在1～0.5 mol/L的浓度范围内,溶胶浓度的降低有利于薄膜的生长.

nc-Si:(Al2O3+SiO2)复合膜的制备及其热电特性

郝培风;高斐;苗锟;刘立慧;孙杰;权乃承;刘晓静;张君善

2010, 39(6): 1465-1469.

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采用真空热蒸发技术在石英玻璃衬底上蒸镀约400 nm的铝膜,并在空气中580 ℃的条件下退火1 h.在退火过程中Al与石英中的SiO2反应形成纳米硅nc-Si: (Al2O3+SiO2)复合膜.利用X射线衍射(XRD)、拉曼散射(Raman)及扫描电镜(SEM)等方法研究了薄膜的结构特性.测得膜厚约为760 nm,估算出薄膜中纳米硅(nc-Si)的平均尺寸约为25 nm.实验发现该nc-Si: (Al2O3+SiO2)复合膜有热电特性,研究了其电阻率及Seebeck系数随温度(293 ～413 K)的变化关系,在293 K和413 K该薄膜的Seebeck系数分别约为-624 μV/K和-225 μV/K.

BaMgF4晶体电子结构及光学性质的第一性原理研究

康玲玲;刘廷禹;张启仁;徐灵芝

2010, 39(6): 1470-1474.

摘要 ( 51 )

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运用CASTEP软件计算了完整的BaMgF4晶体的电子结构、介电函数和吸收光谱.采用剪刀算子进行修正,根据实验结果和计算结果比对,确定剪刀算子值为4.77 eV.计算结果显示完整的BaMgF4晶体在14.203～14.475 eV和21.480～21.767 eV两个区间有很明显的吸收峰,吸收边为10.337 eV,对应BaMgF4晶体的本征吸收边125 nm,计算结果与实验结果基本一致.

(001)高度择优取向Ba0.6Sr0.4TiO3/Pt异质结的结构及性能

郭哲;刘保亭;王军;李曼;张金平;娄建忠

2010, 39(6): 1475-1478.

摘要 ( 19 )

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采用射频磁控溅射法结合高真空后退火处理,在MgO(001)单晶基片上制备了Pt薄膜.应用脉冲激光沉积法在Pt/MgO上进一步生长了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜.借助X射线衍射仪(XRD)、铁电测试仪、LCR表研究了BST/Pt/MgO的结构和性能.研究发现,700 ℃真空退火可以保证Pt薄膜在MgO基片上实现(001)高度择优生长,以(001)Pt薄膜为模板,可以进一步获得(001)高度择优取向具有铁电性能BST薄膜.在100 Hz测试频率下,BST薄膜最大介电常数为1100、调谐率为81;、品质因数为21;在7 V的电压下,漏电流密度1.85×10-5 A/cm2,进一步分析表明,BST薄膜在0～2.6 V之间满足欧姆导电机制,在2.6～7 V之间满足普尔-弗兰克导电机制.

熔盐用量对Bi3NbTiO9粉体合成的影响

李宝让;曹斌

2010, 39(6): 1479-1484.

摘要 ( 32 )

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采用氯化钠作为熔盐,利用熔盐法合成Bi3NbTiO9(BNTO)粉体,采用SEM和XRD研究了熔盐用量对粉体合成温度和粉体的形貌特征的影响.研究结果表明:熔盐用量对粉体合成温度以及形貌有很大影响.当熔盐和原料比例超过4: 1时,粉体颗粒尺寸明显增加,形貌呈现典型的四方片状,而且在相同条件下增大熔盐比例可以避免杂相生成.

ZnO纳米针阵列合成及台阶动力学生长机理研究

唐斌;邓宏;税正伟;张强;刘忠华;谌贵辉

2010, 39(6): 1485-1489.

摘要 ( 29 )

PDF (432KB) ( 28 )

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采用化学气相沉积系统,不用催化剂,生长过程中采用变温技术,在Si基片上合成了ZnO纳米针阵列.扫描电子显微图(SEM)显示ZnO纳米针阵列整齐密集生长在基片上,其棒状部分粗细均匀,直径约100 nm.透射电子显微照片(TEM)显示ZnO纳米针尖端呈现一系列的台阶.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米针沿c轴择优取向.运用台阶动力学和奇异面生长理论分析表明ZnO纳米棒是典型的奇异面上单二维成核法向层生长机制.当单圈圆台阶扫过整个晶面的时间ts大于奇异面法向生长一个台阶高度所用时间tn时,在纳米棒顶端形成针尖;当单圈圆台阶扫过整个晶面的时间ts小于或等于奇异面法向生长一个台阶高度所用时间tn时,在纳米棒顶端不能形成针尖.

直流磁控溅射法制备铝铬共掺杂氧化锌薄膜及其结构和光电性能的研究

周爱萍;刘汉法;张化福

2010, 39(6): 1490-1493.

摘要 ( 23 )

PDF (408KB) ( 24 )

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利用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了铝铬共掺杂氧化锌(ZACO)透明导电薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等表征方法对薄膜特性进行测试分析,研究了溅射压强和溅射功率对薄膜生长速率以及光电特性的影响.结果表明,随着溅射气压(1.5～4.5 Pa)的增大,薄膜沿c轴方向的结晶质量提高,薄膜表面更加致密,晶粒大小更加均匀.薄膜生长率随压强的增大而减小,但电阻率先减小后增大.当溅射功率由80 W增大到100 W时,薄膜的生长速率增大,电阻率减小.溅射压强为3.5 Pa,溅射功率为100 W时,薄膜的电阻率达到最小值2.574×10-3 Ω·cm.紫外-可见透射光谱表明,所有薄膜在可见光区的透过率均超过89.9;.

Na掺杂ZnO薄膜的表面形貌及其光学性质

吕建国;陈学梅;朱剑博;黄凯;宋学萍;孙兆奇

2010, 39(6): 1494-1498.

摘要 ( 26 )

PDF (453KB) ( 43 )

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采用溶胶-凝胶技术制备不同Na掺杂ZnO薄膜,用XRD、拉曼光谱仪、AFM、SEM和紫外可见分光光度计等表征方法研究了Na掺杂量对ZnO薄膜的表面形貌和光学性质的影响.XRD和Raman光谱分析表明:8.0 at;Na掺杂ZnO薄膜具有最佳c轴择优取向,内部残余张应力最大;表面形貌研究结果显示:薄膜的平均粒径和粗糙度均随Na含量的增加而增大.薄膜在可见光范围内的平均透射率大于80;,随着Na含量从0增加到10at;,薄膜的光学带宽由3.283 eV增大到 3.305 eV.

硅基铝掺杂氧化锌异质结太阳能电池的制备与性能研究

商世广;赵玲;贺永宁;杜慧敏;赵萍

2010, 39(6): 1499-1503.

摘要 ( 48 )

PDF (376KB) ( 36 )

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本文以绒面处理的P型硅(111)为衬底,利用磁控溅射、蒸发镀膜和热氧化等技术制备Al/P(cryst-Si: H)/N(Al-Doped ZnO)/ITO结构的异质结太阳能电池,探讨ZnO薄膜的表面形貌、晶体结构以及衬底的可见光反射率等因素对其光电转化性能的影响.扫描电子显微镜分析显示,氧化锌薄膜是具有大量晶界的多孔隙结构.X 射线衍射测试表明,氧化锌薄膜为六方纤锌矿晶体结构.太阳能电池的I-V特性测试显示,在绒面处理的硅基上制备的ZnO异质结太阳能电池具有较好的光伏特性,开路电压VOC为328 mV,短路电流密度JSC 为5.83 mA/cm2,填充因子FF为0.602.

B2O3-CuO-Li2CO3对CSLST陶瓷微波介电性能影响的研究

李月明;张华;江良;李润润;刘虎

2010, 39(6): 1504-1508.

摘要 ( 19 )

PDF (369KB) ( 30 )

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研究了添加5;B2O3-CuO基础上再添加不同含量的Li2CO3 复合烧结助剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3 (CSLST)陶瓷的烧结行为及微波介电性能的影响.研究结果表明:添加复合烧结助剂的陶瓷烧结后其晶相仍呈斜方钙钛矿结构.在不劣化微波介电性能的条件下,陶瓷的烧结温度可降至950 ℃,随Li2CO3含量的增加,添加复合烧结助剂的CSLST陶瓷的体积密度和介电常数εr 逐渐降低.当Li2CO3添加量为0.5 ;时,在950 ℃保温5 h,所制得的陶瓷具有优良的微波介电性能:εr=84.7,Qf=1929 GHz,τf=28.76×10-6 /℃.

Ce:KNSBN晶体写入光位置对两波耦合增益的影响

郭庆林;李彦;李盼来;邓桂英;怀素芳;李旭

2010, 39(6): 1509-1513.

摘要 ( 19 )

PDF (265KB) ( 17 )

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本文采用非同时读出条件下两波耦合实验装置,以532 nm的单频固体激光器为光源,在不同写入光夹角θ、抽运光的偏振方向与e偏振光的方向呈10°、信号光为e偏振光及不同信号光与抽运光光强比条件下,通过改变写入光在Ce: KNSBN晶体内的不同位置研究其对两波耦合有效增益的影响.研究结果表明,在相同角度下写入光强比为1: 10,写入光在晶体内位置d=0.1 cm时最佳,有效增益达到最大.在最佳写入光位置,写入光强比为1: 10时,在写入光夹角为24°时两波耦合有效增益为最大.并对实验结果进行了理论拟合与分析.

纳米SiO2/PEG低固相含量分散体系的流变性能

刘炜;杨金龙;董英鸽;胡胜亮

2010, 39(6): 1514-1517.

摘要 ( 29 )

PDF (292KB) ( 19 )

相关文章 | 计量指标

本文研究了以聚乙二醇(PEG400)为分散介质的低固相体积分数(V<10 vol;)纳米SiO2分散体系的稳态和动态的流变性能.在稳态应力实验中,当剪切速率较小时,体系具有剪切变稀现象,而剪切速率(γ·)大于临界剪切速率(γ·c)时,随剪切速率的增大,体系呈现先剪切增稠再剪切变稀的复杂变化.在动态应力实验中,体系的复合粘度随测试频率的增大而减小,并呈现剪切增稠特性.进一步研究了分散体系的pH值和固相体积分数对流变性能的影响.在酸性条件下,体系粘度较小,呈现剪切增稠现象;在中性和碱性条件下,体系粘度增大,并在高剪切应力下剪切变稀.体系的粘度随固相体积含量的增大而上升,并且由牛顿流体转变为具有剪切增稠性质的非牛顿流体.

Al-N共掺杂ZnO的第一性原理研究

张小超;樊彩梅;丁永波;梁镇海;韩培德

2010, 39(6): 1518-1523.

摘要 ( 33 )

PDF (486KB) ( 34 )

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为了研究p型ZnO的掺杂改性,本文运用第一性原理密度泛函理论研究了未掺杂,Al、N单掺杂和Al-N共掺杂ZnO晶体的几何结构、能带结构、电子态密度.计算结果表明:未掺杂,Al、N单掺杂和Al-N共掺杂ZnO的超晶胞体积分别为0.2043 nm3、0.2034 nm3、0.2027 nm3、0.1990 nm3,带隙分别为0.72 eV、0.71 eV、0.60 eV、0.55 eV;N是比较理想的p型掺杂受主,若在禁带中再引入激活施主Al后,可填充的电子数由原来的19个增加到24个,N原子接受从价带跃迁的电子使价带产生非局域化空穴载流子,从而提高了晶体的导电性.与未掺杂,Al、N单掺杂相比,Al-N共掺杂ZnO具有更稳定的结构,更窄的带隙,更好的导电性,更有利于实现p型化.

水热处理对硫酸铝水解产物的微观形貌影响

王晶;高震;种丽娟

2010, 39(6): 1524-1528.

摘要 ( 34 )

PDF (476KB) ( 25 )

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本文采用水合硫酸铝为原料,以尿素为沉淀剂,通过水热处理方法制备了球形碱式硫酸铝及中空球形薄水铝石,探讨了水热温度对产物微观形貌的影响.研究结果表明,低温水热处理有利于球形碱式硫酸铝的形成,随水热处理温度的提高,球形碱式硫酸铝发生原位溶解及再结晶,形成以片组装的中空球形薄水铝石.

胞外多糖调控碳酸钙结晶的研究

尹晓爽;张慧;杨文忠;唐永明;王锦堂

2010, 39(6): 1529-1534.

摘要 ( 18 )

PDF (569KB) ( 25 )

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以黄原胶和韦兰胶为模板,在CaCl2-Na2CO3体系中调控合成CaCO3晶体.利用电导率法研究了黄原胶与韦兰胶模板与Ca2+之间的相互作用,同时研究了黄原胶和韦兰胶的浓度以及结晶时间对CaCO3晶体结构及形貌的影响.分别用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对CaCO3晶体的晶型和形貌进行了表征.结果表明,黄原胶和韦兰胶调控下得到的CaCO3晶体是方解石和球霰石的混合体.韦兰胶溶液中得到了球形产物,黄原胶溶液中得到球状和花状产物.随着结晶时间的延长,球霰石不断向方解石转变.

Ce3+单掺和Ce3+,Eu3+共掺杂CaF2晶体生长与光学特性研究

刘振华;臧春雨;贾志旭;苏晶;唐秀杰;王传志;郝新焱;刘海南

2010, 39(6): 1535-1538.

摘要 ( 20 )

PDF (257KB) ( 34 )

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采用Bridgman方法在氩气氛保护的单晶炉内生长出了Ce3+掺杂的以及Ce3+和Eu3+共掺的CaF2晶体,利用Ce2O3和E2O3分别与氢氟酸反应合成了CeF3和EuF3掺杂试剂,对掺杂晶体生长的起始原料-特定组成的CaF2、CeF3、EuF3混合物进行了高温氟化处理,确定了掺杂晶体的物相,讨论了掺杂浓度对晶体紫外波段透过率的影响.此外,还初步分析了Ce3+和Eu3+共掺的CaF2晶体作为紫外滤光材料的可行性.

YSZ基片上Tl-2212超导薄膜的制备及其特性的研究

谢清连;游峰;蒙庆华;季鲁;周铁戈;赵新杰;方兰;阎少林

2010, 39(6): 1539-1543.

摘要 ( 28 )

PDF (349KB) ( 19 )

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本文报道了在(001)掺钇氧化锆(YSZ)基片上生长高质量CeO2缓冲层和Tl-2212超导薄膜的制备方法,以及不同厚度的超导薄膜对其特性的影响.XRD和SEM测试表明,在经过合适条件退火的基片和CeO2缓冲层上,所生长的Tl-2212薄膜具有致密的晶体结构、优良的面内和面外取向.最佳样品的临界转变温度(Tc)和临界电流密度为(Jc)可以分别达到107.5 K和 4.24 MA/cm2(77 K,0 T).实验结果表明,采用该工艺所制备的不同厚度Tl-2212超导薄膜的主要指标能满足开发多种超导器件的要求.

γ-LiAlO2基红色荧光粉溶胶-共沉淀合成与表征

刘勋;吉红新;胡亚敏;谢礼梅;杨定明

2010, 39(6): 1544-1548.

摘要 ( 25 )

PDF (345KB) ( 22 )

相关文章 | 计量指标

采用溶胶-共沉淀方法合成了γ-LiAlO2基红色荧光粉,用TG-DSC、XRD、SEM、FL等检测手段对样品进行了表征.结果表明:样品为具有四方晶系结构的γ-LiAlO2晶型,粒度分布均匀,粒径为2～3 μm.其荧光性能与热处理温度及Eu,Li的掺杂浓度密切相关,掺杂的γ-LiAlO2荧光粉呈现出Eu的特征发射,其发射主峰位于613 nm处,对应于Eu的5D0→7F2跃迁.

以透辉石为烧结助剂的Al2O3陶瓷的力学性能和显微结构

刘长霞;孙军龙;冯宝富

2010, 39(6): 1549-1554.

摘要 ( 29 )

PDF (473KB) ( 25 )

相关文章 | 计量指标

利用无压烧结方法制备了添加透辉石的Al2O3基陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Al2O3基陶瓷的相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性的影响,探讨了烧结工艺参数对Al2O3陶瓷力学性能和微观结构的影响.结果表明,Al2O3陶瓷的力学性能随烧结温度和保温时间变化趋势与材料密度的变化趋势一致;添加透辉石的Al2O3陶瓷在1520 ℃烧结140 min时,具有最佳的综合力学性能;显微结构分析表明,Al2O3陶瓷的力学性能受到其气孔率、晶粒发育情况和断裂模式的影响.

MOD法YBCO超导薄膜制备中BaCeO3的形成

吕昭;刘敏;叶帅;吴紫平;徐燕;索红莉

2010, 39(6): 1555-1558.

摘要 ( 21 )

PDF (228KB) ( 20 )

相关文章 | 计量指标

本文采用金属有机盐沉积(MOD)方法,在钇稳定氧化锆(YSZ)单晶上依次制备了CeO2过渡层和YBCO超导层,测得其Tc,onset值为90.5 K,Jc值为1.3 MA/cm2.在沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)过程中发现薄膜中生成了BaCeO3相,继而对该相的生成条件及其对YBCO性能的影响进行了研究.结果表明BaCeO3是在YBCO相生成之后,CeO2与YBCO反应生成的,且以MOD方法制备的YBCO薄膜时难以避免BaCeO3相的产生.

静电纺丝法制备SiC纤维及其表征

孙东飞;于升学;谢丹阳;阎兴斌;谢征芳;薛群基

2010, 39(6): 1559-1563.

摘要 ( 49 )

PDF (377KB) ( 28 )

相关文章 | 计量指标

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚碳硅烷(PCS)为原料,利用静电纺丝法制得PCS/PVP复合纤维,通过空气交联,氩气(Ar)气氛下高温(1000～1400 ℃)处理以及空气中500 ℃除碳,最终得到碳化硅(SiC)纤维.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及X射线光电子能谱(XPS)等对所得纤维进行形貌、微观结构和成分分析,并研究了不同处理温度对SiC纤维结构和形貌的影响.结果表明,利用静电纺丝法可以得到质量较好的SiC纤维,热处理温度为1000 ℃和1200 ℃时得到无定形的SiC纤维,热处理温度为1400 ℃时可以得到结晶较好的β-SiC纤维.

聚二甲基二烯丙基氯化铵为模板合成球状羟基磷灰石

郑璇;刘芳;卢艺华;焦简金;刘榕芳;肖秀峰

2010, 39(6): 1564-1569.

摘要 ( 31 )

PDF (504KB) ( 36 )

相关文章 | 计量指标

基于生物矿化原理,以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)3PO4·3H2O为原料,以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDAC)为模板成功制备出球状纳米羟基磷灰石(HA)晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TG)对纳米HA的结构、组成、形貌和热性能进行表征.结果表明,PDAC浓度对HA晶体形貌有很大影响.随着PADC浓度增大,所得HA晶粒形貌转变为球状,当PDAC的浓度达到2.0 wt;时,得到粒径大小在40 nm左右的球状HA颗粒.同时,对HA晶体形貌形成的可能机理进行了讨论.

二维类正方阿基米德格子声子晶体弹性剪切波能带结构研究

赵寰宇;何存富;魏瑞菊;吴斌

2010, 39(6): 1570-1575.

摘要 ( 27 )

PDF (466KB) ( 25 )

相关文章 | 计量指标

利用平面波展开法研究了二维类正方阿基米德格子(ladybug和bathroom)铝/环氧树脂声子晶体弹性剪切波能带结构.与正方晶格相比,ladybug和bathroom格子都存在高频带隙,而且bathroom格子带隙较宽;ladybug格子有两个各向同性带隙;在相同r0/a(散射体半径与其相邻中心距离比)情况下,分析了ladybug、bathroom格子和正方晶格声子晶体r0/a的变化对带隙相对宽度的影响, 表明类正方阿基米德格子比正方晶格更容易获得带隙.

LiCaPO4:Tb3+材料的制备及其发光特性

李盼来;郭树青;王志军;杨志平;郭庆林

2010, 39(6): 1576-1580.

摘要 ( 27 )

PDF (290KB) ( 17 )

相关文章 | 计量指标

采用高温固相法合成了LiCaPO4:Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.LiCaPO4: Tb3+材料呈多峰发射,发射峰位于437 nm、491 nm、545 nm、587 nm和625 nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7FJ =6,5,4,3跃迁发射,主峰为545 nm;监测545 nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200～330 nm)和4f-4f电子吸收(330～400 nm)组成,主峰为380 nm.研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-及敏化剂Ce3+对LiCaPO4: Tb3+材料发射强度的影响,发现调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均可提高材料的发射强度.

室温固相法制备碱式氯化铜纳米粉体

钟万;钟国清;何江洪

2010, 39(6): 1581-1585.

摘要 ( 41 )

PDF (270KB) ( 35 )

相关文章 | 计量指标

以氯化铜和氢氧化钠为原料,采用室温固相法制备了碱式氯化铜Cu2(OH)3Cl,反应条件为n(NaOH): n(CuCl2) = 1.5: 1.0,研磨时间40 min,产率为94.1;.用XRD、IR和SEM对产物进行了表征.X射线粉末衍射数据的指标化结果表明,所得碱式氯化铜样品为单斜晶系,晶胞参数为:a= 0.5510 nm,b=1.0146 nm,c=1.3946 nm,β=96.39°.扫描电子显微镜分析表明制得的碱式氯化铜为60 nm,长度约600 nm纳米棒.

一种翡翠仿制品-透辉石微晶玻璃显微结构及晶体化学特征的研究

蔡佳;余晓艳;刘春花;尹京武

2010, 39(6): 1586-1591.

摘要 ( 28 )

PDF (644KB) ( 27 )

相关文章 | 计量指标

利用偏光显微镜、电子探针仪及X射线粉晶衍射仪,对一种翡翠的仿制品-人造透辉石微晶玻璃的显微结构、析晶特征、化学成分及物相组成进行了研究.该微晶玻璃外观具有明显的放射状晶花,偏光显微镜下观察及BSE图像反映出透辉石微晶玻璃具有显微斑状结构,且含特征的骸晶.电子探针测试得到该材料内玻璃质基质、主晶相透辉石及少量石英的化学成分,其中透辉石内的镍含量明显高于天然翡翠.X射线粉晶衍射分析确定其主要物相为透辉石和玻璃质,与天然翡翠以硬玉、纳铬辉石等为主要矿物组成不同.

氧化镁晶体电注入着色及光谱特性

宋翠英;王瑞;高云娥

2010, 39(6): 1592-1595.

摘要 ( 18 )

PDF (300KB) ( 23 )

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用自行研制的电注入装置,在不同条件下对氧化镁晶体进行电注入并使之有效着色.在着色晶体中有效地产生大量F、F2和一些未知色心,并探讨了色心形成机理.对着色氧化镁晶体进行了系统光谱测量,确定这些色心的吸收光谱带光谱参数,并对色心形成过程进行分析.结果表明,随着电压的升高,通电时间增长,色心的浓度增大,电注入仅经单步过程,便可获得以往采用其他着色方法多步处理才能产生的多种类色心,更具实用性.

工艺参数对化学气相沉积硫化锌起拱的影响

付利刚;霍承松;张福昌;魏乃光;王学武;吕反修

2010, 39(6): 1596-1600.

摘要 ( 31 )

PDF (387KB) ( 28 )

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本文系统研究了沉积温度、压力、Zn/H2S、以及衬底表面粗糙度对起拱的影响.实验表明,适当的提高沉积温度(650 ℃)和降低沉积压力(1.5×104 Pa)有利于抑制沉积起拱;当Zn/H2S<1时起拱减弱,但透过率下降,可在沉积的初期采用低的Zn/H2S抑制起拱;由于表面阴影和钉扎效应,相对粗糙的衬底表面有更好的抑制起拱效果.

新型SiC/SiBCN复合陶瓷的析晶性能

于涛;李亚静;李松;张跃

2010, 39(6): 1601-1605.

摘要 ( 25 )

PDF (364KB) ( 17 )

相关文章 | 计量指标

通过热解聚碳硅烷(PCS)和聚硼硅氮烷(PBS)两种有机先驱体混合物,制得非晶态SiC/SiBCN复合陶瓷,然后对复合陶瓷进行高温热处理,研究其析晶规律及影响因素.利用热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)分别研究先驱体的热解机理,先驱体的组成、热解温度和时间对SiC/SiBCN复合陶瓷结晶性的影响,以及复合陶瓷的微观结构.结果表明,先驱体的组成和热处理温度对复合陶瓷的析晶行为有重要影响.当PBS/PCS=1(w/w),1100 ℃/2 h制得非晶态SiC/SiBCN复合陶瓷;1400 ℃/4 h PCS热解转变的非晶SiC开始结晶,晶粒尺寸～3 nm;1500 ℃/4 h 得到产物的相结构为～10 nm 的SiC纳米晶均匀弥散在PBS热解得到的非晶态SiBCN中;1700 ℃/2 h SiC的晶粒尺寸～16 nm;1800 ℃/2 h非晶态SiBCN开始析晶,SiC晶粒尺寸～35 nm.

70 MHz宽带晶体滤波器的研制

靳宝安;王林力;袁桃利

2010, 39(6): 1606-1609.

摘要 ( 39 )

PDF (254KB) ( 26 )

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采用三节六晶体宽带差接桥型电路,设计和研制出了一种用于通讯系统进行较宽范围选频的中高频宽带型带通分立式压电石英晶体滤波器新产品.该产品在中心频率为70 MHz时达到130 MHz以上的通带宽度,相对带宽达到1.8‰.本设计实现了70 MHz中高频基频滤波晶体半成品的设计、130 MHz通带范围内波动的调平及滤波器的插损、阻带宽度、阻带衰减等技术指标.

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