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2012年 第41卷 第1期
刊出日期：2012-02-15

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2012, 41(1):  1. 

摘要 ( 12 )   PDF (435KB) ( 21 )  

相关文章 | 计量指标

Ce:YVO4晶体的生长及其电荷迁移发光

吴周礼;阮永丰;王友发;王帅;童红双

2012, 41(1):  6-10. 

摘要 ( 20 )   PDF (458KB) ( 20 )  

相关文章 | 计量指标

为探索新型的白光LED荧光粉材料,采用提拉法生长了Ce2( CO3)3掺杂的Ce3+∶YVO4晶体,并对生长晶体的结构和光谱性能进行了表征.通过XRD测试,确定了由提拉法生长的Ce3+∶YVO4晶体的晶相没有发生变化.Ce3+∶YVO4晶体在450 nm处有一个较宽的发射带,在620 nm处有一个明显的发射峰.分析表明,在Ce3+掺杂的YVO4晶体中,铈离子主要以三价离子的形式存在,但在激发光照射下出现的620 nm发射表明有Ce4+存在,并且Ce4+与配位O2-形成了电荷迁移态(CTS).

CdSiP2多晶合成的热力学研究

杨辉;朱世富;赵北君;陈宝军;何知宇;樊龙;刘光耀;王小元

2012, 41(1):  11-14. 

摘要 ( 29 )   PDF (617KB) ( 19 )  

相关文章 | 计量指标

采用离子型化合物函数模型,对CdSia2多晶合成过程的反应焓、熵、Gibbs自由能以及化学平衡常数等热力学参数进行了计算,在1473 K合成CdSiP2多晶时,系统的焓变△rHT ＜0,熵增加值△rSr为负,Gibbs自由能△rGT=-29.68 kJ/mol,平衡常数KT=11.289.结果表明:在1473 K合成CdSiP2多晶,化合反应速率很大,反应充分,产物生成率高,系统趋于稳定.根据计算结果提供的温度1473 K进行CdSiP2多晶合成实验,获得了外观呈紫红色,完整致密的多晶锭,经X射线衍射和光电子能谱分析表明,合成产物为高纯、单相的CdSiP2多晶材料.采用合成的多晶料为原料进行单晶生长,获得了结晶性较好的CdSiP2单晶体.

cBN合成块断口形貌观察及XRD分层表征

李森;郭晓斐;许斌;王豪

2012, 41(1):  15-19. 

摘要 ( 27 )   PDF (483KB) ( 30 )  

相关文章 | 计量指标

以Li3N为触媒,采用静态高压法合成了大颗粒立方氮化硼单晶.以扫描电镜(SEM)观察了快冷后的的立方氮化硼(cBN)合成块的断口形貌,并利用X射线衍仪(XRD)对cBN晶体附近的物质分层进行了表征.扫描结果显示,cBN处于熔融状物质的包裹之中,并在cBN的裸表面发现了生长台阶及近似熔入台阶中的颗粒状物质；XRD分层表征结果表明,cBN晶体表面分层界面中检测出含有中间相Li3BN2和cBN小颗粒.由此推断,高温高压下Li3N可以与hBN发生共熔反应并转变为中间相Li3BN2；根据分层表征结果可推测,在适量中间相Li3BN2存在的区域cBN小颗粒更易于聚集并通过不断消耗扩散到大颗粒cBN晶体表面的cBN小颗粒的方式不断长大.

硫化时间对CuInS2薄膜微结构的影响

夏冬林;徐俊;刘俊;雷盼

2012, 41(1):  20-23. 

摘要 ( 28 )   PDF (413KB) ( 16 )  

相关文章 | 计量指标

采用磁控溅射技术在镀Mo玻璃基片上沉积Cu-In金属预制膜后在N2气氛下硫化制备CuInS2薄膜.研究热处理硫化时间对CuInS2薄膜的表面形貌和晶相结构性能的影响.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等测试手段对薄膜的表面形貌和晶相结构进行表征.实验结果表明,采用磁控溅射金属预制膜经适当的时间硫化所制备的CuInS2薄膜为黄铜矿结构,随着硫化时间的增加,CuInS2薄膜的晶粒的形貌由球形结构向片状结构转化,并且硫化时间越长,所得薄膜的结晶性能越好,但过长的硫化时间会生成Cu-Au相而导致薄膜质量的劣化.

PVT法生长SiC过程生长界面形状对热应力的影响

杨明超;陈治明;封先锋;林生晃;李科;刘素娟;刘宗芳

2012, 41(1):  24-27. 

摘要 ( 46 )   PDF (536KB) ( 49 )  

相关文章 | 计量指标

PVT法生长SiC过程中晶体内部的热应力是其位错产生的主要原因,而生长界面的形状对晶体热应力及缺陷的产生都有一定影响.本文对不同生长界面晶体的温场及应力场进行了数值分析,结果显示相对于凸出及平整界面的晶体,微凹界面晶体的轴向温差最小,同时产生缺陷的切应力Τrz及引起开裂的径向正应力σrr值都为最小.

飞秒激光辐照Tm∶YAG晶体的紫外发光研究

孙晓慧;朱鹏飞;狄聚青

2012, 41(1):  28-30. 

摘要 ( 58 )   PDF (209KB) ( 17 )  

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本文报道了室温下飞秒激光辐照Tm∶ YAG晶体的紫外光上转换荧光.Tm3+荧光的强度与泵浦光的功率之间的依赖关系揭示了晶体的上转换过程由三光子吸收过程所主导.研究表明上能级粒子的增加来自于Tm3+吸收一个泵浦光子跃迁到3H4能级后再吸收两个泵浦光子,然后离子跃迁至下能级产生上转换荧光.

液相沉积法处理TiO2纳米晶膜对其光电性能的影响

张琳;王爱军;陈胜利

2012, 41(1):  31-35. 

摘要 ( 59 )   PDF (468KB) ( 16 )  

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将涂有TiO2纳米晶膜的导电玻璃浸渍于氟钛酸铵、硼酸和水的液相沉积(Liquid Phase Deposition,简称LPD)反应溶液中,利用反应液中氟的金属配位离子和金属氟化物之间的化学平衡反应,在TiO2纳米晶多孔膜(简称ncTiO2膜)上沉积一层TiO2纳米粒子,从而实现对TiO2纳米晶膜进行化学处理.以经过LPD处理的TiO2纳米晶膜作为光阳极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)并测试其伏安特性曲线,研究了不同反应时间条件下LPD处理ncTiO2膜对DSSC光电性能的影响.结果表明:在一定条件下用LPD处理TiO2纳米晶膜可显著提高其DSSC光电性能,短路电流密度最高提高13.13;,能量转化效率最高提高13.95;.论文对LPD处理TiO2纳米晶膜提高DSSC光电转化性能的原因进行了分析.

Zn掺杂Z形GaN纳米线的制备及表征

梁建;王晓宁;张华;刘海瑞;王晓斌;许并社

2012, 41(1):  36-41. 

摘要 ( 33 )   PDF (915KB) ( 34 )  

相关文章 | 计量指标

本文以氧化镓、氧化锌和氨气为原料,通过常压化学气相沉积法(APCVD)在Au/Si( 100)衬底上成功生长出了Zn掺杂的”Z”形GaN纳米线.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光谱(PL)等测试方法对样品的形貌、晶体结构及光学性质进行了表征.结果表明:在温度为950℃,氧化镓和氧化锌的质量比为8∶1的条件下,制备出的Zn掺杂Z形GaN单晶纳米线直径为70 nm、长度为数十个微米,生长机理遵循VLS机制.Zn元素的掺杂使GaN纳米线在420nm处出现了光致发光峰,发光性能有所改善.

改进热交换法生长蓝宝石晶体的气泡研究

蔡迅;黎建明;刘春雷;李楠

2012, 41(1):  42-46. 

摘要 ( 34 )   PDF (623KB) ( 27 )  

相关文章 | 计量指标

采用改进的热交换法生长的蓝宝石晶体,气泡是其主要缺陷之一.本文采用数值模拟研究了晶体生长过程中氦气流量对坩埚内温场、固液界面形状的影响.并结合晶体生长实验结果,分析了在实际的晶体生长过程中,氦气流量的线性增加对晶体内气泡的尺寸、形态和分布的影响.

Y2O3/ZrO2复合泡沫陶瓷烧结的初步研究

张阿妮;唐晓霞;张花蕊;罗德映;张虎

2012, 41(1):  47-52. 

摘要 ( 23 )   PDF (838KB) ( 24 )  

相关文章 | 计量指标

本文采用有机泡沫浸渍法制备了Y2O3/ZrO2双层复合、Y2O3/Y2O3-ZrO2/ZrO2三层复合及Y2O3和ZrO2单相泡沫陶瓷,分析了两种复合泡沫陶瓷层间的结合及各层显微结构随烧结温度的变化,并与单相氧化物陶瓷进行了对比.结果表明:双层复合陶瓷层间有较大缝隙,这是因为两种氧化物陶瓷烧结不同步造成的.三层复合陶瓷中Y2O3-ZrO2混合中间层的存在减弱了Y2 O3、ZrO2烧结不同步引起的层间应力,层间结合明显改善,并大大减少了泡沫陶瓷表面宏观裂纹.两种复合陶瓷的ZrO2内层的烧结程度都低于单相ZFO2,这主要是因为先于ZrO2烧结的Y2O3外层阻碍了内部气体的排出从而阻碍ZrO2的烧结所致.

溶胶-凝胶模板法制备磷酸铁锂纳米线阵列

段东红;田野;张忠林;刘世斌;郝晓刚;李一兵

2012, 41(1):  53-58. 

摘要 ( 31 )   PDF (1019KB) ( 32 )  

相关文章 | 计量指标

以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用溶胶-凝胶法和模板法结合的方法制备了LiFePO4纳米线阵列,实验考察了煅烧温度、气氛等主要工艺参数对纳米线阵列形貌晶型的影响,并用SEM、XRD对纳米线的结构、成分和形貌进行了表征.结果表明:制备的LiFePO4纳米线阵列的直径约为200nm,长度为60μm,长径比达到300,纳米线阵列的直径主要取决于模板的孔径,长度接近于模板的厚度.采用不同结构尺寸的AAO模板,可实现纳米线阵列的可控制备.最后在实验基础上,对纳米线阵列的形成机理进行了分析.

空气退火对ZnS薄膜结构和光学特性的影响

于威;高卫;吴艳华;滕晓云;傅广生

2012, 41(1):  59-63. 

摘要 ( 28 )   PDF (455KB) ( 38 )  

相关文章 | 计量指标

采用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光等技术研究了空气退火对ZnS薄膜的结构和光学特性的影响.薄膜在500℃以下退火后结晶质量得到改善,仍呈ZnS立方相结构.退火温度达到550℃时,薄膜中出现ZnO六方相结构.薄膜退火后,大气中的氧掺入薄膜中,出现ZnS-ZnO复合层.随退火温度升高,薄膜晶粒尺寸增大,透过率增加,带隙逐渐接近ZnO带隙.薄膜光致发光结果表明,复合层内ZnS和ZnO绿色发光的叠加替代了来自ZnS缺陷能级间的绿色发光.

SrCeO3∶Sm3+红色发光粉的制备及发光性能

魏乐;杨定明;胡文远;胡亚敏;廖其龙

2012, 41(1):  64-68. 

摘要 ( 21 )   PDF (533KB) ( 19 )  

相关文章 | 计量指标

采用溶胶-凝胶法合成了SrCeO3∶Sm3+红色荧光粉,用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能.研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响.结果表明:样品为具有正交晶系结构的SrCeO3晶型,呈椭球型结构.荧光光谱测试结果表明:Sm3+掺杂的SrCeO3在紫外波段有两个吸收带,一是峰值位于320 nm左右的宽吸收带,归属于Ce4+→O2-的电荷迁移带,另一个为峰值位于408nm的锐线吸收带,对应于Sm3+的6H5/2→L13/2跃迁吸收；在波长408nm的激发下,样品发红光,发射主峰位于601nm,对应于Sm3+的4G/2 →6H7/2跃迁.样品的发光强度随着Sm3+和助熔剂H3BO3加入量的增加先增强,后减弱.当Sm3+的掺杂最为3mol;,H3 BO3加入量为0.5 mol;时,发光强度最大.

GaAs基底TiO2/SiO2减反射膜的反射率性能分析

肖祥江;涂洁磊

2012, 41(1):  69-73. 

摘要 ( 35 )   PDF (621KB) ( 22 )  

相关文章 | 计量指标

本文设计并制备了适用于砷化镓(GaAs)多结太阳电池的TiO2/SiO2双层减反射膜,通过实测反射谱来验证了理论设计的正确性.利用编程分析了TiO2、SiO2单层膜的厚度及其折射率对双层膜系反射率的影响.结果显示,在短波范围(300 ～600 nm),TiO2膜厚对反射率的影响要大于SiO2,而SiO2折射率对反射率的影响比TiO2大；在中波范围(600～900 nm),随着单层膜的厚度和折射率的增加,双层膜系反射率存在一个最小值,变化趋势是先降低,而随后增加.同时,计算结果得到SiO2和TiO2的最优物理膜厚分别为78.61nm和50.87nm,此时在短波段中心波长λ1=450nm处最小反射率为0.0034;,在中波段中心波长λ2=750nm处最小反射率为0.495;.采用电子束蒸发法在GaAs基底上淀积TiO2/SiO2双层膜,厚度分别为78 nm和5O nm.实测短波和中波相应的反射率极小值分别为0.37;和2.95;,与理论结果吻合较好.

溶剂热法制备Al掺杂ZnO薄膜的机理研究

马振辉;谷景华;张跃

2012, 41(1):  74-78. 

摘要 ( 27 )   PDF (931KB) ( 37 )  

相关文章 | 计量指标

采用溶剂热法在玻璃衬底上制备Al掺杂的ZnO薄膜,研究了溶剂热过程中升温、恒温和降温三个阶段分别对薄膜物相和形貌的影响,探讨了薄膜的生长机理.结果表明,升温阶段只是形核过程,基片仅在升温阶段与前驱液接触不能形成薄膜；基片在升温-恒温阶段与前驱液接触可制备(002)择优取向的薄膜；恒温阶段既有成核过程又有晶体生长过程,基片仅在恒温阶段与前驱液接触可以制备薄膜；降温阶段薄膜继续生长.

MgO相分离对Mgx Zn1-xO纳米粉体结构和光学性能的影响

谢海燕;赵小如;段利兵;白晓军;刘金铭;陈帅;史小龙

2012, 41(1):  79-84. 

摘要 ( 23 )   PDF (370KB) ( 16 )  

相关文章 | 计量指标

采用溶胶-凝胶法制备了MgxZn1-xO(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)纳米粉体.X射线衍射谱表明:在较高的温度(850℃以上)下退火,Mgx Zn1-xO纳米粉体从单一的纤锌矿结构相中分离出MgO相的掺杂浓度x约为0.13,且随着x的增加,MgO相含量呈指数型增长.室温光致发光谱显示:MgO相分离对紫外与绿光发射的相对强度有直接的影响,随着MgO相分离的出现,紫外发光峰蓝移,并随着MgO相的增加,紫外发光峰的强度受抑,绿光发光峰变强.样品的室温透过率显示:Mgx Zn1-xO的禁带宽度在x=0.1时达到最大值并受MgO相分离的影响而减小.

高能球磨合成铁酸钙粉体的形貌及物相分析

赵春;王芬;朱建锋

2012, 41(1):  85-89. 

摘要 ( 19 )   PDF (475KB) ( 25 )  

相关文章 | 计量指标

以CaCO3、Fe2O3为原料,采用高能球磨结合热处理的工艺,制备了Ca2Fe2 O5粉体.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜测试手段,分析了球磨时间与热处理条件等工艺因素对合成Ca2 Fe2 O5粉体物相及形貌的影响.同时根据球磨3h原料差热曲线分析结果,得到了材料合成温度及温度范围与实验结果相符合,并探讨了高能球磨对产物合成的影响机理.结果表明:高能球磨能够降低铁酸钙粉体的合成温度,在球磨3h,800℃热处理24h的条件下,可以得到高纯度的Ca2 Fe2 O5粉体,同时球磨时间对热处理后粉体的颗粒形貌也有影响.

溶剂热法制备双螺旋ZnS纳米结构研究

魏智强;张歌;闫晓燕;刘立刚;武晓娟;冯旺军;杨华

2012, 41(1):  90-93. 

摘要 ( 35 )   PDF (548KB) ( 33 )  

相关文章 | 计量指标

采用溶剂热法以醋酸锌和硫化钠反应成功制备了具有双螺旋结构的一维ZnS纳米棒,利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)、紫外吸收光谱(UV-vis)和光致发光谱(PL)等测试手段对样品的化学成分、形貌、晶体结构和光学性质等进行了表征分析.实验结果表明样品为一维六方纳米晶结构,沿着[001]方向生长,并具有双螺旋结构,长度分布在100～200 nm范围,直径约为5 ～15 nm,螺距约为20 nm.双螺旋ZnS纳米结构的吸收峰与块体材料相比发生了蓝移.

磁控溅射(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜的制备及光致亲水性研究

寇钢;白力静;龚振瑶;赵志明

2012, 41(1):  94-99. 

摘要 ( 18 )   PDF (660KB) ( 19 )  

相关文章 | 计量指标

采用磁控溅射离子镀设备制备了(TiO2-ZnO)/TiO2梯度复合薄膜,通过TEM、AFM、Raman、XPS分析了复合薄膜的结构、形貌和表面羟基含量,以甲基橙作为有机降解物,研究了( TiO2 -ZnO )/TiO2梯度复合薄膜与普通TiO2-ZnO复合薄膜和TiO2薄膜在光催化性能和光致亲水性能上的差异.结果表明:(TiO2 -ZnO )/TiO2梯度复合薄膜具有以主体为TiO2 -ZnO层、顶层为TiO2的梯度结构,且薄膜表面致密、粒径均匀(10～14nm),光催化性和亲水性均优于普通TiO2 -ZnO复合薄膜和TiO2薄膜,且其光波响应范围红移至450nm、表面羟基含量高达12.53;,同时梯度复合薄膜的抗光腐蚀性能良好,4h以后其润湿角仍保持不变.

火焰热解法与电加热热解法合成碳纳米管的对比分析

郭永红;贾斌;孙保民;袁媛

2012, 41(1):  100-105. 

摘要 ( 48 )   PDF (707KB) ( 33 )  

相关文章 | 计量指标

应用Fe/Mo/Al2O3载体载入式催化剂,以CO为碳源,分别通过火焰热解法和电加热热解法合成了碳纳米管.为了探究导致两种方法合成产物异同的原因,分别对两种方法中对应的实验操作和参数进行了对比分析.分析表明:(1)由于热解形式不同-火焰热解形式的剧烈性和电加热热解形式的缓和性,导致两种方法热解区气流扰动强度存在巨大差别,极大影响了产物的产量和质量；(2)由于合成温度不同,火焰热解法合成温度为830℃,可以合成单壁碳纳米管,而电加热热解法合成温度为790℃,仅能合成双壁、三壁碳纳米管.

4H-SiC衬底表面SiC薄膜的同质外延生长

刘忠良;康朝阳;唐军;徐彭寿

2012, 41(1):  106-109. 

摘要 ( 50 )   PDF (612KB) ( 61 )  

相关文章 | 计量指标

以4H-SiC为衬底,在不同衬底温度下进行SiC薄膜的同质外延生长.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、扫描电子显微镜( SEM)、拉曼(Raman)等测试手段,对生长样品的结构和结晶质量进行了表征.根据测试结果发现,在衬底温度为1200℃时能够得到质量较高的薄膜,在另外两个温度(1100℃和1300℃)条件下得到的薄膜质量是较差的.

InAlO3(ZnO)15超晶格纳米串的合成及其电学性质

陈婷婷;王广宁;黄东亮;郎颖;张锷

2012, 41(1):  110-114. 

摘要 ( 20 )   PDF (768KB) ( 18 )  

相关文章 | 计量指标

通过化学气相沉积方法成功合成了InAlO3 (ZnO)15超晶格纳米串.扫描电镜观察到InAlO3 (ZnO)15纳米片沿生长方向均匀排列,直径约为80 ～ 150 nm,长度约为7～20 μm.X射线衍射结果表明样品具有InAlO3 (ZnO)15超晶格纳米结构.高分辨透射电子显微镜显示相邻两个In-O层中间共16层In(Al)O(ZnO)m+block,并研究了其生长机制.在0.6～3 V电压范围内,I-V特性曲线出现非线性性质.

ZnMO(M=Cd,Mg)纳米管发光性能的第一性原理研究

雷哲锋;王发展;王欣;陈霞;王博

2012, 41(1):  115-119. 

摘要 ( 16 )   PDF (659KB) ( 18 )  

相关文章 | 计量指标

采用热蒸发法制备得到掺Cd量为3.3at;的ZnO纳米管,室温光致发光谱(PL)显示,由于Cd的掺入,ZnCdO纳米管的紫外近带边发射( UV NBE)从纯ZnO的3.26eV红移到3.20 eV附近.应用基于密度泛函理论研究锯齿型(9,0)ZnMO(M =Cd,Mg)单壁纳米管的电子结构.分析发现Cd掺杂纳米管与薄膜相似,能隙随掺杂量增加逐渐减小,出现红移；而Mg掺杂纳米管则不同,能带变化没有规律性.

多晶Si薄膜表面金催化Si纳米线生长

马蕾;郭延岭;娄建忠;彭英才

2012, 41(1):  120-124. 

摘要 ( 13 )   PDF (610KB) ( 29 )  

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以Au膜作为催化剂和大晶粒多晶Si薄膜为衬底,利用固-液-固生长机制,制备出直径在30～ 100 nm和长度为几百微米的高密度Si纳米线.实验研究了退火温度、生长时间和N2流量对Si纳米线生长的影响.结果表明,随着退火温度的升高,生长时间的延长和N2流量的增加,Si纳米线的长度和密度都显著增加.对不同生长时间下获得的Si纳米线样品进行了X射线衍射测量,结果显示随着生长时间的延长,多晶Si薄膜和表面的Au膜成分都在减少.光致发光谱则显示出弱的蓝光发射和强的红光发射特性,前者应是由非晶SiOx壳层中的氧空位发光中心引起,后者则应归因于Si纳米线芯部与非晶SiOx壳层之间界面区域附近中的Si =O双键态或非桥键氧缺陷中心.

硫化锌微米球的水热合成和光催化性能

汤化伟;李珍

2012, 41(1):  125-129. 

摘要 ( 39 )   PDF (435KB) ( 24 )  

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采用简单的低温水热法成功合成了硫化锌微球.利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、光催化、光致发光(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)技术对ZnS样品的结构、形貌及光学和光催化性能进行表征和分析.结果表明ZnS微米球为立方闪锌矿,所制备样品的PL发射中心位于468 rn,室温UV -Vis吸收峰位于276.5nm.光催化性能显示,在自然光照射1h时,甲基橙的降解率达到93.15;.实验制备的硫化锌样品具有较好的光催化性能和应用前景.

射频磁控溅射生长ZnO薄膜及性能研究

朱华;刘辉文;况慧芸;冯晓炜

2012, 41(1):  130-135. 

摘要 ( 39 )   PDF (669KB) ( 28 )  

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采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底生长ZnO及ZnO∶ Al薄膜,通过改变氩氧比、衬底温度和溅射功率获得样品.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜进行表征.结果发现:室温下40W的溅射功率1h的溅射时间,改变氩氧比获得样品.XRD图谱中无明显衍射峰出现；紫外可见光分光光度计测试结果显示400nm波长以下,透光率在90;以上.说明薄膜生长呈无定形.衬底温度高于200℃样品,XRD有明显(002)衍射峰出现,在400～ 800 nm波长范围,透光率在88;以上,衬底温度300℃时,XRD衍射峰半高宽最小,晶粒尺寸大.TEM显示:衬底300℃晶粒尺寸最大,晶体发育好.在200℃掺铝ZnO薄膜,(002)峰不明显,有(101)峰出现.

硅基AAO模板内电化学沉积ZnO纳米线及其光电性能研究

李芹;张海明;李菁;杨岩;缪玲玲

2012, 41(1):  136-140. 

摘要 ( 27 )   PDF (505KB) ( 18 )  

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本文利用二次阳极氧化法在p型低阻〈100)晶向的硅衬底上制备了AAO/Si,以硅基AAO为辅助模板,采用电化学沉积的方法以Zn( NO3)·6H2O和HMT( C6 H12 N4)为原料,在80℃的水浴槽中制备了ZnO纳米线结构.采用SEM,XRD和拉曼光谱等手段对ZnO/AAO/Si复合结构进行表征.SEM图表明ZnO纳米线已成功组装到AAO/Si模板里,直径约45 nm,长度约为600 nm.XRD和拉曼光谱表明ZnO具有六角纤锌矿多晶结构.光致发光(PL)谱图表明ZnO/AAO/Si复合结构在565 nm附近有较宽黄绿发射峰,在395 nm附近有微弱的紫外发射峰.场发射测试结果表明,ZnO纳米线的场增强因子的β值为2490,场增强因子很高,具有广泛的应用前景.

SiO2对低温烧结压电陶瓷PMNNS的性能影响

陈伟业;刘彭义;林彩平;常鹏

2012, 41(1):  141-145. 

摘要 ( 25 )   PDF (434KB) ( 17 )  

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在烧结温度为1020℃下,采用同相二步合成法制备了Pb( Ni1/3 Nb2/3 )0.05( Mn1/3 Nb2/3 )0.04( Mn1/3 Sb2/3)0.01(Zr1/2Ti1/2)0.9O3(PMNNS)压电陶瓷,研究了加入不同掺杂量的SiO2对陶瓷的结构与机电性能的影响.结果表明:加入SiO2可以明显地降低烧结温度；而且当SiO2的掺杂最为0.1;时,陶瓷的性能最佳,其性能如下:d33 =331 pC/N,tanδ =0.0041,kp=0.62,Qm=1326,εr =917.

煅烧制度对Lu2Ti2O7粉体生长形貌的影响

李宝让;高慧;张乃强;徐鸿

2012, 41(1):  146-151. 

摘要 ( 28 )   PDF (845KB) ( 32 )  

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采用熔盐法制备Lu2Ti2O7粉体,研究了不同煅烧工艺对粉体形貌的影响,确定了适用于Lu2Ti2O7粉体合成的工艺条件,并在利用XRD、SEM等方法分析表征样品的基础上,提出了初步的粉体形貌生长转变机制.实验结果表明:形核速率和生长速率对粉体的颗粒尺寸和形状影响很大,过快的形核速率和生长速率有利于多面棱柱状晶粒的生长,反之则有利于八面体形状的晶粒生长.

注凝成型制备氧化锆增韧氧化铝陶瓷

张超;丘泰;杨建;郭坚

2012, 41(1):  152-157. 

摘要 ( 35 )   PDF (916KB) ( 28 )  

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采用低毒单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)制备了氧化锆增韧氧化铝(ZrO2/Al2 O3,ZTA)陶瓷,氧化铝与氧化锆的质量比为3∶1,浆料的固相体积分数为50 vol;.讨论了不同干燥方式对干燥速率以及坯体性能的影响,研究了不同成型温度对坯体性能的影响.通过研究发现,在湿热烘箱中干燥的坯体强度最高,成型温度应控制在65℃附近.通过对不同单体含量的坯体烧结后陶瓷性能的对比,发现单体的加入量为10wt;左右较好,通过与干压成型陶瓷性能的对比,发现注凝成型得到的陶瓷强度和韧性分别提高了42.2;和23.5;,达到640 MPa和6.3MPa.m1/2,通过扫描电镜图片分析发现,注凝成型制得的陶瓷结构更均匀.

高长径比三水碳酸镁晶须的合成研究

闫平科;田海山;高玉娟;王斌;马正先;梁帅

2012, 41(1):  158-164. 

摘要 ( 17 )   PDF (1049KB) ( 37 )  

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采用低温水溶液法合成三水碳酸镁晶须,考查了反应温度、反应时间、表面活性剂用量及反应溶液初始pH等因素对三水碳酸镁晶须的长度及长径比的影响.研究结果表明:在反应温度45～50℃、反应时间50～60 min、表面活性剂添加量(质量分数)为1;、反应溶液初始pH =9.5的条件下,可以合成出高长径比三水碳酸镁晶须产品.

掺铒PLZT电光陶瓷发光特性

冯卓宏;林林;王哲哲;郑志强

2012, 41(1):  165-170. 

摘要 ( 23 )   PDF (329KB) ( 27 )  

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测量并分析了Er3+∶PLZT电光陶瓷的吸收光谱和上转换光谱,利用Dexter理论和速率方程理论研究了该材料的发光特性.通过Dexter理论计算得到4I13/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2( ET1)和4I11/2+4I11/2→ 4I15/2+4F7/2(ET2)能量传递过程的交叉驰豫几率分别为2.06×105 s-1和1.61 ×105 s-1.以此为基础,结合Er3+跃迁的动力学模型,利用速率方程讨论了交叉驰豫过程对4 I13/2,4I11/2,4I9/2能级上离子数的影响.通过分析可知,ET1和ET2交叉驰豫过程将会使4I13/2能级粒子数大幅度减少,不利于1550hm发光,而对800 nm的发光起到较大的促进作用.

BiOCl/ZnO异质结型复合光催化剂的水热合成及其光催化性能

杨凯;余长林;张丽娜;余济美

2012, 41(1):  171-176. 

摘要 ( 31 )   PDF (522KB) ( 23 )  

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以醋酸锌、氯化钠、硝酸铋和氧氧化钠为原料,利用水热法合成了含BiOCl为1wt;、2wt;、4wt;、8wt;和16wt;的异质结型BiOCl/ZnO复合光催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光(PL)谱等系列手段对所制备的光催化剂进行了表征.以紫外光(254 nm)为光源,酸性橙Ⅱ为光催化反应降解模型,进行光催化活性测试,考察了复合BiOCl对ZnO光催化剂反应活性和稳定性的影响.研究表明,异质结型BiOCl/ZnO复合光催化剂的光催化性能明显优于纯ZnO.当复合BiOCl的含量为4wt;时,光催化活性最佳,为纯ZnO的3.4倍,同时该催化剂在循环使用中具有更好的稳定性.

反应磁控溅射制备AZO薄膜相结构的演化及机理研究

赵志明;丁宇;田亚萍;张晓静;马二云;白力静;蒋百灵

2012, 41(1):  177-182. 

摘要 ( 21 )   PDF (839KB) ( 37 )  

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在室温下,利用直流反应磁控溅射技术在不同的氧气流量下沉积ZnO∶ Al (AZO)薄膜.采用XRD、SEM和TEM技术分析薄膜相成分、表面截面形貌及微观结构.结果表明:氧气流量为2.5 sccm时,沉积形成的薄膜为不透明具有金属导电性能的AZO/Zn( AZO)双层复合膜结构；氧气流量为3.5 sccm时,沉积形成了透明导电的AZO薄膜；氧气流量为5.0 sccm时,形成了透明不导电且含有纳米Al2O3颗粒的AZO薄膜；此外,AZO薄膜在400℃退火后,薄膜晶粒长大和(002)晶面方向择优生长更加明显以及高氧气流量沉积的AZO薄膜中的纳米Al2O3颗粒消失.

钾钠含量对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响

李月丽;刘建;胡华;彭红;王松林

2012, 41(1):  183-187. 

摘要 ( 29 )   PDF (442KB) ( 31 )  

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以高岭土、滑石和氧化铝为主要原料采用生料一次烧结工艺制备低膨胀堇青石蜂窝陶瓷,研究了碱金属氧化物K2O和Na2O(用R2O表示)含量对试样热膨胀系数、显气孔率和抗压强度的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电镜分析了试样的物相组成和断面形貌.研究表明,R2O含量在0.22;以下时制备的堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀系数可达0.56×10 -6/℃,从0.22;增加到0.52;时,热膨胀系数增加到1.58×10-6/℃,显气孔率逐渐降低,而抗压强度增大；R2O含量为0.12;的基础配方试样主要由定向排列的片状堇青石晶粒构成,呈疏松多孔结构,气孔小,随着R2O含量的增加,气孔尺寸变大而数量减少.

外加氩气流下脉冲激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核生长动力学研究

邓泽超;王世俊;丁学成;褚立志;梁伟华;赵亚军;陈金忠;傅广生;王英龙

2012, 41(1):  188-192. 

摘要 ( 24 )   PDF (465KB) ( 22 )  

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为研究纳米硅晶粒成核生长动力学过程,采用脉冲激光烧蚀(PLA)技术,在室温,50～200 Pa的氩气氛围中,通过引入垂直于烧蚀羽辉轴线的外加气流,在水平放置的衬底上沉积了一系列纳米Si晶薄膜.扫描电子显微镜( SEM)、拉曼(Raman)散射和X射线衍射(XRD)检测结果表明,未引入气流时,衬底上相同位置处晶粒尺寸随气体压强的增大逐渐减小；在距靶1 ～2cm范围内引入气流后,尺寸变化规律与未引入气流时相反.通过分析晶粒尺寸及其在衬底上的位置分布特点,结合流体力学模型和热动力学方程,分析得出在激光能量密度一定的条件下,环境气体压强、烧蚀粒子温度和密度共同影响着纳米晶粒的成核生长.

TGA-CdTe量子点在荧光探针方面应用

夏姣云;徐万邦

2012, 41(1):  193-199. 

摘要 ( 32 )   PDF (582KB) ( 37 )  

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以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,在加热回流氮气保护条件下制备CdTe量子点,用荧光分光光度计、透射电子显微镜和X射线粉末衍射仪对CdTe量子点进行表征.以该量子点为荧光探针,完善荧光淬灭法测定Cu2+、Hg2和Ag+等重金属离子的方法.考察缓冲溶液的pH值、反应时间、量子点浓度、量子点的稳定性和干扰离子等多种因素对重金属离子测定的影响.在pH值为6.2的三羟甲基氨基甲烷(tris)-盐酸缓冲溶液中,当量子点的浓度为4.2×10-2 μg/L和反应时间为30 min时,测得Cu2、Hg2+和Ag+的线性区间分别为2.3 ～250 μg、3.2～300 μg和4.3～ 150μg,检测下限分别为0.28 μg/L、0.53 μg/L和0.35 μg/L.并发现只有当所测量的重金属离子能与所采用的量子点能生成更难溶于水的沉淀才能引起量子点的荧光淬火,从而可以对此类重金属离子进行定量检测.

锂离子电池正极材料Li( Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电极过程动力学研究

刘伶;关昶;张乃庆;孙克宁

2012, 41(1):  200-203. 

摘要 ( 26 )   PDF (258KB) ( 16 )  

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采用共沉淀法制备锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2,通过循环伏安法和电化学交流阻抗分析,探讨了锂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中嵌入和脱出的机制.循环伏安测试结果表明,LiNi1/3 Co1/,Mn1/3O2材料结构中不存在John-teller效应,从而抑制了电极材料和电解液之间的副反应.电化学交流阻抗测试结果表明,随着电压的升高Rct(电荷转移电阻)值逐渐减小,而随着循环次数的增加Rct值逐渐增大.

NbB2(0001)表面性质的第一性原理研究

秦娜;赵辉;刘士余

2012, 41(1):  204-208. 

摘要 ( 28 )   PDF (334KB) ( 20 )  

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应用密度泛函理论的第一性原理的方法分析了两种不同终端的NbB2(0001)表面的几何结构和电子结构.结果表明:两种不同终端的(0001)表面结构弛豫主要发生在前三层,并且硼终端的表面弛豫程度小于铌终端表面的弛豫.表面能分析结果表明,终止于硼终端的(0001)表面结构在更宽的范围内具有较低的表面能,即硼终端的(0001)表面比铌终端的表面更稳定.进一步分析NbB2( 0001)两种终端表面的电子结构表明:在金属铌和硼之间发生了电子转移,加强了化学键的相互作用,导致第一间层向内弛豫.对于铌终端的表面第一层铌转移到第二层的电子数比硼终端表面第二层铌转移到第一层的电子数多,这是导致铌终端表面弛豫程度大于硼终端表面的主要原因.

壳聚糖分子对共沉淀法合成羟基磷灰石/壳聚糖粉体材料晶体形貌的影响

杨辉;张园园

2012, 41(1):  209-214. 

摘要 ( 27 )   PDF (851KB) ( 38 )  

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采用沸腾水浴共沉淀法,以尿素为pH调节剂制备羟基磷灰石/壳聚糖(HA/CS)复合粉体材料,通过XRD、FTIR和SEM对晶体组成、形貌进行表征,考察了壳聚糖平均分子量、添加量及反应物浓度对HA/CS晶体形貌的影响.结果表明,沸腾水浴共沉淀法可在较短时间内制备HA/CS复合粉体,改变反应物浓度可使晶体形貌由针状与球状同时存在转变为几乎全部是球状晶体,而CS平均分子量和添加量的影响较小.

单壁碳纳米管储氢过程的GULP模拟

胡雅婷;周硕;马晓兰;李华

2012, 41(1):  215-220. 

摘要 ( 28 )   PDF (832KB) ( 33 )  

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利用GULP软件的蒙特卡罗模块对常温(T=300 K)下单壁碳纳米管(SWNT)管内物理吸附储氢进行了模拟.研究和讨论了5种半径的扶手椅管在T=300 K时的吸附等温线,给出了同一管径在不同压强下氢气分子在碳纳米管中分布变化的对比图,并对T=300 K,P=10 MPa时不同管径的碳纳米管储氢能力进行了对比.结果显示,常温下压强不大于10 MPa时单壁碳纳米管吸附氢气的质量储氢容量不超过1.8;,体积吸附量不超过22 kg·m-3,表明纯单壁碳纳米管具有一定的吸附氢气的能力,但其存储能力与美国能源部提出的研究目标尚有一定差距,还需通过改变碳纳米管的结构、特性等方法来改善其储氢特性.

Li-N共掺ZnO纳米管的第一性原理研究

雷哲锋;王发展;张立岗;王欣;陈霞;王博;尚志新

2012, 41(1):  221-226. 

摘要 ( 24 )   PDF (853KB) ( 26 )  

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采用基于密度泛函理论的计算方法,系列的研究了锯齿型(9,0) ZnO单壁纳米管、Li,N分别掺杂以及Li-2N共掺杂的ZnO纳米管的能带结构、总体态密度、分波态密度.分析发现虽然Li原子单独掺杂不会对纳米管能带结构产生明显影响,但是Li-2N共掺杂比N单独掺杂ZnO纳米管的结构更加稳定,而且Li-2N共掺杂ZnO纳米管是p型简并半导体.

Li+掺杂ZnO基荧光粉的制备、性能研究及其表面包覆

徐金琴;张霞;王路明

2012, 41(1):  227-231. 

摘要 ( 25 )   PDF (449KB) ( 31 )  

相关文章 | 计量指标

采用草酸根沉淀法制备ZnO∶ Eu3+荧光粉,探讨了Li+对Eu3+的敏化作用,并研究了SiO2的表面包覆对ZnO∶Eu3,Li+荧光粉性能的影响.采用XRD、IR、SEM、PL等分析了样品的物相、形貌及发光性能.结果表明:K+的掺杂能有效的增强Eu3+与ZnO之间的能量传递,提高其发光性能.而表面包覆SiO2使ZnO∶ Eu3+,Li+荧光粉的晶粒间团聚减小,并对其激发光谱产生影响.

含氧空位SrTiO3晶体电子结构研究

杨晨星;刘廷禹;程志君;甘海秀

2012, 41(1):  232-237. 

摘要 ( 39 )   PDF (627KB) ( 32 )  

相关文章 | 计量指标

运用CRYSTAL-09软件计算得到了完整和含氧空位的SrTiO3晶体的电子态密度分布、能带结构和电荷密度分布.本文先通过分析完整SrTiO3晶体的电子结构,确定晶体化学键的组成.通过分析含氧空位的SrTiO3晶体的电子结构,发现禁带中出现一条新的缺陷带,缺陷带属于Σ轨道.通过缺陷能级的分析,结果表明SrTiO3晶体中2.4 eV的发光带可能是由Σ*-之间的跃迁产生.

热屏优化对大直径单晶硅生长影响的数值模拟

滕冉;戴小林;徐文婷;肖清华;周旗钢

2012, 41(1):  238-242. 

摘要 ( 21 )   PDF (837KB) ( 41 )  

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通过对28英寸热场生长300 mm硅单晶过程中结晶速率、固液界面形状、晶体中热应力及晶体中氧含量的数值计算提出了在该热场条件下热屏的优化方案.数值计算结果表明:对热屏底端与晶体表面和熔体自由液面的距离以及热屏材料(优化前热屏使用单一石墨材料,优化后采用辐射率较高的内壁材料结合反射率较高的外壁材料组成复合式热屏)的优化可以减少主加热器对晶体的热辐射使得固液界面更加平坦,藉此增加结晶速率,减小晶体内热应力和熔体中氧含量.

类正方阿基米德格子声子晶体的声学能带结构特性

赵寰宇;骆岩红;陈阿丽

2012, 41(1):  243-247. 

摘要 ( 26 )   PDF (511KB) ( 21 )  

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利用平面波展开法计算了类正方阿基米德格子水/水银声子晶体能带结构.结果表明:与正方晶格水/水银声子晶体对比,单胞含有4个“原子”类正方阿基米德格子声子晶体存在各向同性带隙和高频带隙；在低频范围内,讨论归一化半径对类正方阿基米德格子和正方晶格水/水银声子晶体带隙相对宽度的影响,并比较它们带隙相对宽度,选择合适归一化半径值,这些类型声子晶体能够得到最宽的带隙.

RbCdF3∶Ni2晶体结构相变、光谱精细结构和EPR谱的研究

徐平川;陈太红;曾体贤

2012, 41(1):  248-252. 

摘要 ( 24 )   PDF (263KB) ( 16 )  

相关文章 | 计量指标

本文采用半自洽场(semi-SCF) 3d轨道模型和μ-K-α模型,利用完全对角化方法,建立了Oh、D4h对称晶体场局部结构参数与光谱精细结构、EPR谱之间的定量关系,统一解释了RbCdF3∶ Ni2晶体的光谱精细结构和EPR谱.所得理论结果与实验值符合很好.

泡生法生长大尺寸蓝宝石单晶的等径控制方法

邵伟;杨军良

2012, 41(1):  253-257. 

摘要 ( 26 )   PDF (609KB) ( 45 )  

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在泡生法生长大尺寸蓝宝石单晶的过程中,为了获得高质量的晶体,精确等径控制至关重要.本文根据晶体的重量变化率来控制热场,实现晶体等径生长.设计了应用在线整定多项式权值的广义最小方差(OAPW_GMV)控制方法,并建立了系统模型.该方法的主要思想是根据在线估计的被控对象参数及OAPW_GMV的输出,调整多项式的权值,实现炉内的热场控制.仿真和实验结果表明该控制方法实现了蓝宝石单晶的精确等径控制,有效地提高了蓝宝石单晶的质量.

确定一维声子晶体缺陷模的解析方法

杨仁付;方云团

2012, 41(1):  258-261. 

摘要 ( 27 )   PDF (554KB) ( 33 )  

相关文章 | 计量指标

为了确定一维声子晶体缺陷模位置,本文从周期结构的布洛赫原理出发,通过解析方法推导出一维声子晶体缺陷模式所满足的条件及确定的方法.所得结果与其它数值方法进行比较,两者完全吻合.

大尺寸氟化钡晶体的生长

甄西合;任绍霞;刘建强;史达威;张钦辉;葛云程

2012, 41(1):  262-263. 

摘要 ( 58 )   PDF (271KB) ( 63 )  

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通过软件模拟设计合理的炉体温场结构,并对晶体原料的提纯及生长工艺条件进行优化,采用改进的坩埚下降法成功地制备出了大尺寸、高质量的氟化钡晶体.晶体的透过率在0.2 ～10 μm波长范围内高于85;,最高透过率约为94;.