人工晶体学报

信息动态

2012, 41(3): 1.

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2.7μm激光晶体Yb,Er,Ho∶GSGG的生长与光谱性能研究

孙敦陆;罗建乔;张庆礼;刘文鹏;谷长江;殷绍唐

2012, 41(3): 547-550.

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相关文章 | 计量指标

用提拉法成功生长出了Yb,Er,Ho∶ GSGG晶体,对其光谱性能进行了研究.测量了晶体在320～3000 nm波段内的吸收光谱.用970 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.7～3 μm激光上下能级寿命,用F-L公式计算了晶体的发射截面.与Er∶ GSGG和Yb,Er∶ GSGG晶体的光谱参数进行了比较,结果表明,Yb,Er,Ho∶GSGG是一种更适合LD泵浦,实现低阈值、高效率2.79 μm激光输出的新型激光晶体.

Cd4BiO(BO3)3的生长与透过光谱

张文林;沈德忠

2012, 41(3): 551-554.

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相关文章 | 计量指标

采用顶部籽晶法生长出了40 ×10 ×3 mm3和32×10×2mm3的非线性光学晶体Cd4BiO( BO3)3.用XRD粉末衍射和热重-差示扫描量热仪确定了该晶体为同成分熔融晶体,熔点为897℃,在990℃以上开始分解.测量了晶体300 ～ 6500nm的室温透过光谱,结果表明Cd4 BiO( BO3)3晶体在750～2550nm的透过率约为80;,紫外截止波长为395 nm.

单质直接气相生长ZnMgSe单晶

田世俊;李焕勇

2012, 41(3): 555-558.

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采用高纯Zn、Mg、Se2单质为原料,以NH4Cl作为反应输运剂,用化学气相输运(CVT)的方法一步成功生长出ZnMgSe单晶.通过XRD、RO-XRD、EDS、紫外可见分光光度计和光致发光(PL)技术研究了ZnMgSe晶体的结构、成份以及光学特性.结果表明:ZnMgSe单晶具有良好的结晶性能,在400～800 nm范围内透过率达到40;～50;,在2.2 ～2.6 eV范围内存在与深能级电子复合相关的发光带.研究证明由Zn、Mg、Se2单质在输运剂NH4Cl辅助下一步直接合成ZnMgSe单晶是可行的.

PbLa( ZrSnTi)O3弛豫反铁电单晶的畴结构与成畴机制

杨子;李强;李媛媛;张绍锋

2012, 41(3): 559-563.

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使用助熔剂法生长了PbLa(ZrSnTi)O3弛豫反铁电单晶,使用偏光显微镜对单晶中的畴进行了观察.结果表明,在(001)面上,PbLa(ZrSnTi)O3单晶中存在[110]走向和[1(1)0]走向的畴,以及[100]走向和[010]走向的亚畴.对PbLa( ZrSnTi)O3单晶的成畴机制进行了分析,引入微区应力成畴机制解释了单晶中[110]走向和[1(1)0]走向的畴结构,而对[100]走向和[010]走向的亚畴结构则要同时考虑极性微区中自发极化的影响.

中红外激光晶体Er∶YSGG的生长及LD泵浦的激光性能

罗建乔;孙敦陆;张庆礼;康宏向;谷长江;刘文鹏;殷绍唐

2012, 41(3): 564-567.

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采用提拉法成功生长出了Er∶ YSGG晶体.吸收光谱分析表明Er∶ YSGG晶体在967.5nm有较强的吸收峰和较宽的吸收谱带.采用966nm半导体激光器泵浦YSGG/Er∶YSGG复合激光晶体元件,实现了2.796 μm的连续激光输出,最大输出功率439 mW,相应的斜率效率为12.5;,光光转换效率为10.6;.

KDP晶体各向异性对划痕特性影响的实验研究

王栋;冯平法;张承龙;张建富

2012, 41(3): 568-572.

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对KDP晶体二倍频晶面样品进行金刚石球形压头纳米划痕实验,划痕方向为0°、45°和90°,划痕长度为420μm,恒斜率载荷变化范围为0～150 mN,并利用扫描电子显微镜对划痕形貌进行观察.通过对划痕深度-距离曲线及划痕形貌进行分析,获取各划痕方向脆塑去除比例和脆塑转换位置.实验结果表明:0°、45°和90°方向脆塑转变位置分别为209.0μm、158.5 μm和112.6 μm,从而可知沿0°方向划痕的样品脆塑转变最晚,临界载荷最大,划痕脆性去除最少,是样品的最优加工方向.磨削加工验证实验结果显示,0°方向平均切削力及加工后表面粗糙度均最小,进一步证实其为KDP晶体二倍频表面最优加工方向.

NaCo2O4晶体的生长,形貌和生长机理研究

韩树娟;王继扬;李静;郭永解;王永政;赵兰玲;姚淑华;陈延彬;Boughton R.I.

2012, 41(3): 573-577.

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采用自发成核方法,以NaCl-Na2CO3为助熔剂,生长了毫米级的NaCo2O4晶体.通过X射线衍射对晶体作了表征.利用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了晶体的形貌和生长机理.结果表明:所得晶体是NaCo2O4,属于六方晶系,晶胞参数:a =b =0.2842 nm,c=1.0894 nm,V=0.0761997 nm3.NaCo2O4晶体是沿c轴层状生长的,同时从阴离子配位多面体的角度分析了晶体的形貌.

冷坩埚法制备α-Al2O3多晶材料的工艺参数研究

王娇;李红军;弓巧侠;徐晓东;张道标;何雪梅;徐军

2012, 41(3): 578-583.

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采用冷坩埚法制备α-Al2O3多晶料,研究了引燃剂的形态、坩埚下降的速率、加料速率等工艺参数变化对所成形晶碇质量的影响.结果表明:采用的引燃剂为高纯铝片,坩埚下降速率为10 mm/h,采取加料速率为1 kg/min的最佳工艺条件,可制备出高致密度、高纯度的α-Al2O3多晶料.采用排水法测密度,用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)对原料粉和多晶块料中Ca、Fe、Na、Mg、K、Ti、Si、Cr等元素进行测定.结果表明:多晶块料中白色可用部分Ca、Fe、Na、K、Ti、Si、Cr等元素明显降低,说明采用冷坩埚法制备的氧化铝多晶料对原料粉具有一定的提纯作用,并且测量其堆积密度为2.6～2.8 g/cm3.因此采用冷坩埚法制备的α-Al2O3多晶料符合目前生长大尺寸蓝宝石对原料的要求.

热交换法生长c面取向大尺寸蓝宝石晶体的研究

张雪平

2012, 41(3): 584-587.

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本文使用热交换法直接生长c面取向,尺寸为φ170 mm× 160 mm,重12 kg的蓝宝石晶体.晶体无色透明,内部无散射颗粒.沿c面(0001)方向的晶棒锥光图可观察到同心圆簇的干涉条纹,仅中心较小区域因内应力存在,干涉条纹发生扭曲.将抛光的晶片进行化学腐蚀后,通过金相显微镜检测位错腐蚀坑形貌图,结果显示,腐蚀坑呈三角形,平均位错密度较低,为1.98 × 103 Pits/cm2,X射线衍射半峰宽较小,晶体结构完整.

L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶动力学实时研究

潘翠连;李明伟;程旻;王永宝;邱言锋

2012, 41(3): 588-593.

摘要 ( 22 )

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利用光学显微镜对L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体(100)面台阶推移进行了实时观察.测量了不同掺杂浓度、过饱和度及生长温度下的台阶平均推移速度.实验结果表明:随掺杂浓度的增加,台阶平均推移速度先增加后减小,在掺杂浓度为2mol;时,台阶平均推移速度最大；而随过饱和度的增加,台阶平均推移速度线性增加.计算了台阶动力学系数与单台阶的活化能,得到掺杂后,台阶动力学系数增大,单台阶活化能减小.运用台阶动力学系数的定义,计算得到掺杂与未掺杂ZTS晶体台阶活化能的范围.同时用红外光谱实验分析了L-丙氨酸在ZTS晶体生长过程中进入晶格,进而影响台阶推移速度.

LED用硅掺杂GaAs晶体的生长与表征

金敏;徐家跃;房永征;何庆波;周鼎;申慧

2012, 41(3): 594-598.

摘要 ( 32 )

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采用坩埚下降法生长了LED用硅掺杂<511>取向的GaAs晶体.选用带籽最槽的PBN坩埚作为生长容器,密封在石英安瓶中以防止生长过程中As蒸汽挥发.研究了掺杂工艺、固液界面形貌和生长缺陷.结果表明:孪晶化是硅掺杂GaAs晶体生长的主要问题.探讨了孪晶形成机理,优化了生长工艺,成功获得了直径2英寸高质量的硅掺杂GaAs晶体,双摇摆曲线显示所得晶体的FWHM为40 arcsec.

PECVD法制备不同衬底微晶硅薄膜的研究

桂全宏;佘星欣

2012, 41(3): 599-604.

摘要 ( 27 )

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采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法分别在玻璃衬底和p型薄膜硅衬底上制备了微晶硅薄膜.使用拉曼谱仪、紫外-可见分光光度计、傅里叶红外光谱仪等对微晶硅薄膜进行检测,重点研究了硅烷浓度、衬底温度对薄膜沉积速率和晶化率的影响.实验结果表明:两种衬底上薄膜的沉积速率均随硅烷浓度的增大、衬底温度的升高而变大.硅烷浓度对两种衬底的薄膜晶化率影响规律相同,即均随其升高而降低；但两种衬底的衬底温度影响规律存在差别:对玻璃衬底而言,温度升高,样品晶化率减小；而p型薄膜硅衬底则在温度升高时,样品晶化率先增大后减小.此外还发现,晶化率与薄膜光学性能及含氧量存在较密切关联.

上转换太阳电池的数值模拟

周建朋;?掠郎?卢景霄;孟晓波;李艳阳;王洪洪

2012, 41(3): 605-610.

摘要 ( 27 )

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采用细致平衡原理,将太阳,环境作为辐射体,只考虑电池辐射复合,建立了太阳电池的模型.通过模拟,得出单结太阳电池的极限效率为31;,当使用上转换器时,单结电池的极限效率增至47.3;；对于双结电池,当顶电池带隙宽度为1.7 eV,底电池带隙宽度从1.1 eV变化到1.5eV,模拟的最大效率为39.9;,有上转换器最大时效率提高到了47.4;.

Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料热电性能的影响

汪南;漆小玲;曾令可

2012, 41(3): 611-615.

摘要 ( 34 )

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采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca3-xSrxCo4O9(x=0～0.5)热电陶瓷材料,并对材料的热电性能进行了测试.结果表明,Sr掺杂对Ca3Co4O9基材料的热电性能有较大影响.随着掺杂量的增加,电导率逐渐增大,Seebeck系数略有减小.Sr掺杂能显著降低热导率,而且随着掺杂量的增加,热导率的下降幅度逐渐增大.Sr掺杂显著改善Ca3Co4O9材料的热电性能,当掺杂量为0.5时获得最佳热电性能,573 K时Z值达1.07× 10-4 K-1.

微波水热温度对合成Bi2MoO6微晶形貌和光学性能的影响

张婷;黄剑锋;曹丽云;周森;费杰

2012, 41(3): 616-620.

摘要 ( 27 )

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以硝酸铋和钼酸钠为起始原料,采用微波水热法制备了片状的Bi2MoO6微晶.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)分别对产物的物相组成、形貌和光学性能进行分析.结果表明:随着微波水热温度的升高,衍射峰的强度增强,产物的结晶程度逐渐提高,晶粒尺寸逐渐增大,Bi2MoO6微晶由不规则的形状转变成规则的片状结构；紫外-可见吸收光谱分析表明,Bi2MoO6微晶在紫外光区具有优异的吸收性能,且随微波水热温度的降低,其吸收边出现略微蓝移,禁带宽度逐渐增大.

均相沉淀法制备γ-La2S3粉体及球形形貌控制研究

汤庆新;李焕勇;李寒松

2012, 41(3): 621-625.

摘要 ( 38 )

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以La2O3和尿素为原料,丙三醇为分散剂,采用均相沉淀方法制备镧盐前驱体,并通过H2S硫化得到γ-La2S3粉体.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对镧盐前驱体和γ-La2S3粉末的结构和形貌进行表征.结果表明,当加热温度为95℃,尿素和La2O3的物质的量比为15∶1,V(丙三醇)/V(水)=1∶1,反应时间为3h时,可制备出高纯、分散性好、球形γ-La2S3纳米粉体.

电化学共沉积法制备GaAs纳米结构薄膜及表征

刘晶;章海霞;李龙;马淑芳;梁建;许并社

2012, 41(3): 626-631.

摘要 ( 39 )

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以含一定比例Ga与As2O3的酸性溶液(pH=2.5)作为前驱溶液,以Pt片为对电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,室温下利用三电极电化学站在Ti衬底上恒压沉积GaAs薄膜.然后对GaAs薄膜进行退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM),以及荧光光度计(PL)分别对不同沉积电压下所制备的薄膜的晶体结构,薄膜形貌以及光学性能进行分析表征.结果表明:沉积电压以及退火过程对GaAs薄膜的形貌、晶体结构、薄膜质量有很大影响,所制备的GaAs薄膜退火前晶化程度较低,部分粒子表现出不均匀团聚.光致发光峰为红光发射,且单色性好.退火后的GaAs薄膜为面心立方晶型,呈纳米颗粒状,薄膜的光电性能明显提高.

单一基质白光荧光粉Sr3Bi1-x(PO4)3∶Dy3+的制备与发光性能研究

杨志平;韩月;宋延春;赵青;潘飞;周东站

2012, 41(3): 632-635.

摘要 ( 22 )

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本文采用高温固相法合成了Sr3Bi1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉.XRD图谱表明合成物质为纯相Sr3Bi(PO4)3晶体结构.主激发峰位于323 nm,348 nm,362nm,385nm,423nm,451 nm和471 nm,分别对应Dy3+的6H15/2到4L19/2,6P7/2,6P5/2,4I13/2,4G11/2,4I15/2,4F9/2的跃迁.主发射峰位于482nm(4F9/2→6H15/2),575 nm(4F9/2→6H13/2),分别对应于黄光和蓝光发射,其中以348 nm激发得到的峰值最强.研究了不同Dy3+掺杂浓度对发光性能的影响.随着Dy3+浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小.当掺杂浓度x=0.08时,发光强度最好.并测试了样品的色坐标,为x=0.33,y=0.35,属于白光区域.

p-ZnO薄膜及其异质结的光电性质

朱慧群;李毅;丁瑞钦;王忆;黄洁芳;张锐华

2012, 41(3): 636-641.

摘要 ( 31 )

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采用射频磁控溅射法,在不同的Ar∶O2条件下,以高掺磷n型Si衬底为磷掺杂源制备了p型ZnO薄膜和p-ZnO/n-Si异质结.对ZnO∶P薄膜进行了光致发光谱(PL)、霍尔参数、Ⅰ-Ⅴ特性、扫描电镜(SEM)和X射线衍射谱(XRD)等测试.结果表明,获得的ZnO∶P薄膜沿(0002)晶面高取向生长,以3.33 eV近带边紫外发光为主,伴有2.69 eV附近的深能级绿色发光峰,空穴浓度为8.982 × 1017/cm3,空穴迁移率为9.595 cm2/V·s,p-ZnO/n-Si异质结I-V整流特性明显,表明ZnO∶P薄膜具有p型导电特性.

溶胶-凝胶法制备CuAlO2粉末及其光电性能研究

钟焕周;刘远;宋晓英;谢致薇;杨元政

2012, 41(3): 642-646.

摘要 ( 28 )

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采用柠檬酸络合的无机盐溶胶-凝胶法,结合自蔓延燃烧制备出铜铁矿结构的CuAlO2粉末.用DSC -TGA、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析方法对CuAlO2的形成过程、物相结构、微观形貌等进行了研究.结果表明:形成CuAlO2相的温度在1092℃左右,在1100℃烧结2h可以得到铜铁矿结构CuAlO2纳米粉末,其粒径分布在50～200 nm之间.制备的样品为p型半导体,CuAlO2片的电阻率为45.5 Ω·cm；光学带隙增大,其值约为3.75 eV.

水热法制备FeWO4微晶及其结晶动力学研究

余芳;曹丽云;黄剑锋;吴建鹏

2012, 41(3): 647-651.

摘要 ( 26 )

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以( NH4) 2Fe( SO4)2·6H2O和NaWO4·2H2O为起始原料,水热合成了FeWO4微晶.采用X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)对制备的微晶进行了测试和表征.结果表明,在水热温度110℃,24h条件下即可制备出单一物相的FeWO4微晶.随着水热时间的延长和水热温度的增加,产物由针状变为粒状结构,并且产物的结晶性能有所提高,晶粒尺寸逐渐增大.动力学研究表明,FeWO4微晶粒生长符合Brook关系,计算得到晶粒生长活化能为Ea=17.36 kJ/mol.

KMnO4与醇类有机物制备MnOOH的研究

解利昕;赵煜;陈小棉;王世昌

2012, 41(3): 652-655.

摘要 ( 27 )

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在140℃的条件下,用KMnO4分别与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、1,3-丙二醇以及1,4-丁二醇进行水热反应24h.采用X射线粉末衍射(XRD)与环境扫描电子显微镜(SEM)对反应产物进行表征.结果表明,KMnO4与乙醇、丙醇、丁醇以及1,4-丁二醇反应均可以得到较纯的棒状MnOOH晶体.KMnO4与甲醇、1,3-丙二醇反应不仅得到了MnOOH晶体并且也得到Mn3O4晶体,而与乙二醇的反应只得到了Mn3O4晶体.并简单探讨了形成这种规律的原因.

多孔氮化硅陶瓷的微观结构、力学性能和气体透气性的研究

于方丽;白宇;杜军;王欢锐;杨建锋

2012, 41(3): 656-660.

摘要 ( 20 )

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本研究中,以石油焦为造孔剂、Y2O3-Al2O3为烧结助剂,通过注浆成型制备出多孔氮化硅陶瓷.研究石油焦的加入量对多孔氮化硅陶瓷微观结构、力学性能及气体透气性的影响.结果表明:多孔氮化硅陶瓷的微孔是由长棒状的β-Si3N4晶粒互相搭接而成,大孔是由石油焦燃烧而成.随着石油焦加入量的增加,气孔率及达西渗透系数(μ)增大,但试样的抗弯强度降低.在起始α-Si3N4粉末中添加10wt;～50wt;石油焦、5wt; Y2O3-3wt;Al2O3 1800℃下保温2h制备出气孔率为37.08;～59.40;、抗弯强度为52.00～154.27 MPa、μ值为(3.04 ～6.87)×10-13m2的多孔氮化硅陶瓷.

前驱液pH值对2ZnO·2.2B2O3·3H2O∶ Eu3+荧光粉发光性能的影响

乐天;曾庆光;盛业青;张梅;侯亮;陈锋

2012, 41(3): 661-665.

摘要 ( 17 )

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采用水热法,通过氨水调节前驱液的pH值,制备了一系列2ZnO·2.2B2O3·3H2O∶ Eu3+样品.对所制备的样品进行X射线衍射和荧光光谱分析.研究结果表明:前驱液的pH值影响2ZnO·2.2B2O3·3H2O的结晶程度,在中性条件下制备的样品结晶度最好.当前驱液的pH =5.7时,激发光谱中的Eu-O电荷迁移带的峰位波长最大(262nm),这可能是由于在此条件下合成的样品中Eu-O键长最长.发射光谱表明:当前驱液的pH ＞5.7时,Eu3的发射光谱中的红橙比(I614/I589)随pH值的增大而增大,且当前驱液的pH值在5.7 ～6.9区间,红橙比(I614/I589)随pH值的增大的速率要比pH值在6.9～9.3之间增加的速率要快.另外,随着pH值的增大,样品的发光强度呈先增大后减小的变化趋势.当前驱溶液pH =8.1时,样品的发光强度最大.

水热法制备—维钛酸纳米材料及其在太阳光反射涂料中的应用研究

杜磊;张海燕;曾国勋;陈易明;杨振大

2012, 41(3): 666-669.

摘要 ( 27 )

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以微米级二氧化钛(P25)为原料,用水热法制备了一维纳米钛酸材料,分析了纳米钛酸的形貌、红外特性和晶体结构.并进一步对纳米钛酸作为太阳光反射涂料填料的效果进行了研究,其涂层在可见光波段(380 ～780nm)范围平均反射率可达到76.15;,在红外波段(780 ～2500 nm)范围平均反射率可达47.34;.

混合环境气体配比对纳米硅晶粒角度分布的影响

翟小林;王英龙;丁学成;邓泽超;褚立志;傅广生

2012, 41(3): 670-674.

摘要 ( 24 )

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为了研究混合环境气体配比对脉冲激光烧蚀制备纳米硅(Si)晶粒角度分布的影响,采用XeCl准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,改变混合环境气体配比(He/Ar =41、1∶10、1∶1、1∶4、1∶2),在半圆环衬底上成功制备了一系列纳米Si晶薄膜.使用扫描电子显微镜(SEM)图像、X射线衍射谱(XRD)和拉曼光谱(Raman)对其进行表征分析.结果表明,在五种配比下,纳米Si晶粒的平均尺寸均随着偏离羽辉轴向夹角的增大而减小；各个角度处,纳米Si晶粒的平均尺寸均随着混合环境气体平均原子质量的增加而呈现先减小后增大的趋势.从传输动力学角度,对结果进行了定性分析.

纳米TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

高如琴;程萌;黄豆豆;张楠

2012, 41(3): 675-679.

摘要 ( 42 )

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以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法,在不同的水解温度下,在硅藻土基多孔陶瓷上负载纳米TiO2薄膜,结合XRD和TEM对负载的纳米TiO2粒径进行了表征.对比分析了测试方法及水解温度对纳米TiO2粒径的影响.以罗丹明B为目标降解物,考察了水解温度对光催化剂活性的影响.结果表明:样品经550℃煅烧后,TiO2薄膜为锐钛矿型；水解温度为50℃时TiO2粒径小于水解温度为75℃时所负载纳米TiO2粒径；两种方法所测TiO2粒径有一定差异:dXRD＞dTEM；水解温度为50℃所负载纳米TiO2薄膜,紫外光日300 min,对罗丹明B的去除率为89.9;,而75℃时,样品在紫外光之330 min,对罗丹明B的去除率为78.6;.

三氯氢硅和氢气系统的气相沉积三维模拟

黄国强;毛俊楠;王红星;华超

2012, 41(3): 680-686.

摘要 ( 43 )

PDF (324KB) ( 30 )

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建立了氢气和三氯氢硅系统的多晶硅气相沉积反应模型,通过Chemkin4.0耦合气相反应、表面反应机理,利用流体力学软件Fluent 6.3.26数值求解.根据模拟结果绘制了进气温度、进气组成、沉积表面温度以及反应压力与硅沉积速率的关系曲线,阐述了这些条件对于硅沉积速率的影响,同时把模拟结果与文献中的实验数据和计算结果进行对比.结果表明,硅沉积速率随反应温度和反应压力的提高而提高,随进气温度的提高而提高,当氢气摩尔组成低于0.8时,与氢气物质的量组成成正比,氢气物质的量组成大于0.8时,与氢气摩尔组成成反比.

热蒸发制备CdSe薄膜及其光电特性研究

徐平川;曾体贤;王志红

2012, 41(3): 687-691.

摘要 ( 28 )

PDF (631KB) ( 36 )

相关文章 | 计量指标

采用真空热蒸发法技术制备CdSe薄膜,通过XRD、SEM、Hall效应和分光光度计测试了薄膜的结构、表面形貌、I-V特性和光学透过率.结果表明:CdSe薄膜(100)晶面的面间距为0.369 nm,晶粒大小约为10.2 nm,薄膜表面晶粒分布较为均匀；CdSe薄膜与锡和银的肖特基势垒高度分别为0.76V和0.69V；CdSe薄膜的光透过率在远红外区较高,且呈上升趋势；折射率随波长增加按指数规律减小；根据Tauc关系和Urbach规则,获得能量带隙为1.79 eV和Urbach能量为0.217 eV.

铁位掺杂对LiFePO4-C性能的影响

朱令之;韩恩山;曹吉林

2012, 41(3): 692-697.

摘要 ( 52 )

PDF (314KB) ( 18 )

相关文章 | 计量指标

本文从体相铁位掺杂出发,以二氧化钛、乙酸镍、乙酸锰、氢氧化镁等为原料,合成LiFe0.9M0.1PO4-C材料,考察了不同掺杂元素对LiFePO4性能的影响.与碳包覆LiFePO4材料相比较,Ti的掺杂使Li+扩散系数提高了两个数量级,达到4.117E-09 cm2·s-1；将材料的振实密度显著提高到了1.62 g/ml;循环30次,容量保持在79.8 mAh/g,保持率达92;.即铁位掺杂Ti的复合材料在高倍率下的性能远远好于未掺杂LiFePO4材料.

基于偶极子点光源模型光子晶体LED出光效率的研究

高永锋;周明;任乃飞;周骏;刘云霞

2012, 41(3): 698-702.

摘要 ( 74 )

PDF (1007KB) ( 37 )

相关文章 | 计量指标

利用三维时域有限差分法(FDTD)对光子晶体LED出光效率的影响因素进行分析,比较了电偶极子和磁偶极子点光源模型对LED出光效率的影响,研究不同极化角偶极子点光源下光子晶体LED中的出光效率.数值计算结果表明:极化角越小,偶极子点光源在LED出光效率增强因子越大,磁偶极子点光源模型与电偶极子点光源模型相比,极化角对出光效率增强因子的影响明显减小.基于磁偶极子点光源模型,考虑极化角的影响优化设计一种空气孔三角晶格光子晶体LED结构,其出光效率增强因子高达4.5.

氢氧化镁晶须的制备及其生长机理探讨

王杰;张保林;陈可可;程亮;史亚龙

2012, 41(3): 703-707.

摘要 ( 60 )

PDF (965KB) ( 41 )

相关文章 | 计量指标

以Mgcl2和NaOH为原料,采用直接沉淀法制备氢氧化镁晶须.研究了添加不同晶控剂对氢氧化镁晶须生成的影响,同时对添加硬脂酸锌制备氢氧化镁晶须的工艺进行研究.采用扫描电子显微镜和粒度分析仪对产品进行表征.结果表明,硬脂酸锌和氯化铁对氢氧化镁晶须的生成具有导晶作用；所得产品为长径比10.7的氢氧化镁晶须.采用负离子配位多面体生长基元理论可以有效地解释氢氧化镁晶须的生成.

溶剂热合成球形Cu2ZnSnS4(CZTS)微粉的研究

邹正光;曾彦;龙飞;申玉芳;郑国源

2012, 41(3): 708-713.

摘要 ( 37 )

PDF (1341KB) ( 24 )

相关文章 | 计量指标

本文采用高压溶剂热法合成了铜锌锡硫(CZTS)粉体,采用XRD、SEM测试方法对合成产物的物相、形貌进行了表征.探讨了温度,时间以及表面活性剂等因素对溶剂热合成CZTS粉体形貌、物相和性能的影响.结果表明:高压溶剂热法制备的CZTS目标粉体纯度高,制备周期短,产物形貌为球形的片状集合体.反应进程随着反应温度的升高而加快,随着保温时间的延长而趋于完全.加入部分表面活性剂对团聚现象改善并不明显.

乙二胺用量对CeO2纳米棒合成的影响

王雷妮;鲁飞;孟凡明

2012, 41(3): 714-717.

摘要 ( 51 )

PDF (554KB) ( 22 )

相关文章 | 计量指标

采用水热法,以氯化铈为铈源、乙二胺为络合剂、水合肼为沉淀剂,通过改变乙二胺的用量制备了四种CeO2粉体样品,通过X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)和扫描电镜(SEM)对合成的CeO2样品的结构、形貌和光学性质进行表征.实验结果表明乙二胺剂量对样品的晶格常数、氧空位度、能带间隙、荧光强度等有显著影响.晶格常数随乙二胺剂量的增加先减小后增大,剂量为5mL时晶格常数最小,氧空位度随乙二胺剂量的增加先增加后减少,剂量为5mL时氧空位浓度最大、样品能带间隙最小、对紫外线的吸收最强、荧光强度最大.

三种改性方法对纳米ZnO催化剂粉体的光催化性能的影响

黄新友;邓悦欢;李晓毅;高春华;陈志刚

2012, 41(3): 718-722.

摘要 ( 29 )

PDF (954KB) ( 38 )

相关文章 | 计量指标

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH、FeCl3·6H2O为原料,采用共沉淀法制备Fe掺杂纳米ZnO、纳米ZnO/SnO2和Fe掺杂纳米ZnO/SnO2三种复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,研究了不同比例的ZnO/SnO2复合、Fe元素掺杂量以及SnO2复合Fe元素掺杂同时作用对纳米ZnO粉体光催化活性的影响,采用X射线衍射(XRD)测试方法对不同量Fe元素掺杂纳米ZnO粉体进行了表征.采用透射电镜对三种改性方法ZnO粉体进行表征.结果表明:随着ZnO/SnO2的物质的量比增加,ZnO/SnO2复合光催化剂的催化活性先增加,然后降低；随着Fe掺杂量的增加,纳米ZnO粉体的光催化活性先增加,然后降低.三种改性方法都能提高纳米ZnO粉体的光催化活性,其中Fe元素掺杂以及SnO2复合改性纳米ZnO粉体的光催化效果最好,物相为ZnO和SnO2,颗粒尺寸为15 ～20 nm,分散性好,比表面积为68.7m2/g.

Ba2Ti9O20-BaFe12O19复合陶瓷电磁性能的研究

张文博;余洪滔;程吉霖;刘敬松;徐光亮

2012, 41(3): 723-726.

摘要 ( 22 )

PDF (607KB) ( 17 )

相关文章 | 计量指标

本文采用流延成型法制备2-2型Ba2Ti9O20-BaFe12O19复合陶瓷.通过扫描电镜、能量散射光谱仪、X射线衍射、振动样品磁强计对复合陶瓷界面微观结构及磁、电性能进行了分析.结果表明:复合陶瓷的介电常数和介电损耗均大于单相Ba2Ti4O20,饱和磁化强度、剩余磁化强度均小于单相BaFe12 O19,矫顽力大于单相BaFe12O19.随着烧结温度的升高,复合陶瓷的介电常数先增加后减小,介电损耗的变化则相反；饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力减小.在1180℃烧结4h的复合陶瓷具有适合的磁、电性能:εx=115,tanδ=0.0054,Ms=21.9 A·m2/kg,Mr=12.5A·m2/kg和Hc=63.0kA/m.

Co掺杂β-FeSi2化合物的热电性能及电子结构的第一性原理研究

李翔;周园;任秀峰;年洪恩;曹萌萌

2012, 41(3): 727-732.

摘要 ( 29 )

PDF (651KB) ( 18 )

相关文章 | 计量指标

采用机械合金化结合后续热处理成功制备出Fe1-xCoxSi2化合物,探讨Co掺杂对化合物热电性能的影响；利用基于密度泛函理论赝势平面波方法对Co掺杂前后β-FeSi2的电子结构进行计算.结果表明:Co元素掺杂量x应控制在0-0.05之间；β-FeSi2的费米面位于价带顶,其电阻率随温度升高而降低,为非简并半导体；Co掺杂后费米面进入导带底,使其成为n型简并半导体,电阻率较掺杂前大幅度降低；本实验条件下,热电性能检测发现,当x=0.03,温度873 K时,试样的功率因子达到最大值为60μW·m-1·K-2.

电沉积过程中Cl-对Cu2O晶粒形貌的影响

赵文燕;田传进;谢志鹏;汪长安;李月明

2012, 41(3): 733-736.

摘要 ( 30 )

PDF (532KB) ( 16 )

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在酸性溶液中,以透明导电玻璃(ITO)为工作电极,Pt网为对电极,电化学沉积制备了Cu2O颗粒膜.利用了X射线衍射(XRD)研究了Cu2O的结构,扫描电子显微镜(SEM)研究了添加剂对晶粒形貌的影响,并对晶体的生长机制进行了讨论.结果表明,由于Cl-在Cu2O不同晶面的选择吸附作用,随Cl-浓度的增加,Cu2O的形貌由树枝状结构逐渐向立方结构过渡.

LiBiO2掺杂的低温烧结PSZT压电陶瓷

刘越彦;尚勋忠;孙锐;郭金明;周桃生;常钢;何云斌

2012, 41(3): 737-741.

摘要 ( 15 )

PDF (659KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

采用固相二步合成法,通过在预烧粉料中添加LiBiO2,制备出一种低温烧结的Pb0.95Sr0.05(Zr0.54Ti0.46)O3压电陶瓷材料.LiBiO2的添加具有降低烧结温度同时提高陶瓷性能的优点.实验结果表明:适量的LiBiO2掺杂,可形成过渡液相烧结,使烧结温度降低到950～1050℃,比未添加时的烧结温度低240～340℃.当w(LiBiO2) =1.0;,陶瓷达到最佳压电性能:压电应变常数d33=425 pC/N,平面机电耦合系数kp=57.62;,退极化温度Td=350℃,相对介电常数ε33T/ε0=1543,介电损耗tanδ=0.0216,剩余极化强度Pr=35.51 μC/cm2,体积密度p =7.45g/cm3.该材料可应用于低温共烧的叠层压电器件中.

EDTA对超临界二氧化碳法制备碳酸钡粒子形貌影响的研究

刘铭;霍冀川;刘树信

2012, 41(3): 742-746.

摘要 ( 25 )

PDF (952KB) ( 37 )

相关文章 | 计量指标

以氢氧化钡和二氧化碳气体为原料,采用超临界二氧化碳法,通过添加乙二胺四乙酸(EDTA)并控制其用量,制备出柱状、棒状、椭球状和球状等不同形貌的碳酸钡颗粒.采用TG/SDTA、SEM、XRD和FT-IR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于正交晶系.同时对EDTA形貌控制机理进行了初步分析.

钙钛矿型氧化物BaBO3-δ(B=Fe、Co、Nb)电子结构和氧空位形成能的第一性原理研究

于立安;金璐;韩敏芳

2012, 41(3): 747-752.

摘要 ( 70 )

PDF (664KB) ( 25 )

相关文章 | 计量指标

基于第一性原理的密度泛函理论,分别对钙钛矿型氧化物BaFeO3、BaCoO3和BaNbO3的电子结构和氧空位形成能进行了理论模拟,经优化后得到的晶胞参数与实验文献值吻合良好.通过比较密度泛函理论计算得到的晶格能和氧空位形成能,发现体系稳定性表现为BaCoO3＜ BaFeO3＜ BaNbO3.对于B位含有多种元素的体系,在实验研究中通过1130℃煅烧10 h的条件下得到了BaCo0.5 Fe0.25 Nb0.25O3-(δ)纯相并分析了其晶胞参数.理论研究中以BaCoO3为基构造了钙钛矿型复合氧化物BaCo0.5Fe0.25Nb0.25O3,并通过第一性原理计算优化了其结构,理论计算得到的晶胞参数0.397nm与实验测定的0.407 nm相接近；通过分析此晶体态密度证实了它是电子导体；本文还分析和比较了晶体中两个B位原子间的氧空位形成能差异,发现钴离子附近的氧空位形成能非常小,在0.5～0.6eV左右.

非水基流延法制备Y3Fe4.85O12铁氧体基片

王科;杨建;丘泰;郭坚

2012, 41(3): 753-758.

摘要 ( 39 )

PDF (1008KB) ( 27 )

相关文章 | 计量指标

采用非水基流延成型工艺制备Y3Fe4.85O12铁氧体基片,分析了分散剂种类及用量、固相含量等因素对浆料流变性能的影响,并研究制定流延膜片的排胶制度及烧结工艺.研究结果表明:分散剂OP-85的分散效果明显优于磷酸三乙酯,其最佳的分散剂添加量为0.65wt;.固相含量为25vol;和30vol;的浆料具有典型剪切变稀行为的Herschel/Bulkley流体特征,适合于流延成型.TG-DSC数据分析说明:在温度为400℃的条件下,流延膜片内的有机成分已经完全分解.当烧结温度为1490℃时,烧结膜片的体积密度达到5.09 g/cm3,接近于98;的理论密度.X射线衍射分析烧结膜片晶相纯正,扫描电镜长片显示烧结膜片的微观结构均匀.

原位合成ZrO2/TiB2复相陶瓷材料的制备及性能

潘培道;刘孝光;孙小燕;王长春

2012, 41(3): 759-763.

摘要 ( 58 )

PDF (591KB) ( 16 )

相关文章 | 计量指标

以3Y-ZrO2为基体,用TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了Zr2/TiB2复相陶瓷材料,测试和分析了复合材料的抗弯强度、维氏显微硬度和断裂韧性.结果表明:原位生成的TiB2对基体起到较好的增韧补强作用.当TiB2的质量分数为30;时,复合陶瓷的综合力学性能最好,其抗弯强度、维氏显微硬度及断裂韧性分别达到1060 MPa、14.5 GPa和11.2 MPa·m1/2.

红外迷彩用中低发射率Al/Bi2O3复合粒子的制备及性能研究

李少炳;陈娇;张乐;王丽熙;张其土

2012, 41(3): 764-770.

摘要 ( 24 )

PDF (1069KB) ( 29 )

相关文章 | 计量指标

以片状铝粉、硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为主要原料,通过共沉淀法将Bi2O3复合于片状金属铝粉表面,获得了包覆效果良好的Al/Bi2O3复合粒子.为了保证复合粒子的红外隐身性能,利用SEM、XRD、IR对复合粒子形貌、物相组成等进行了表征,并采用红外发射率仪测试了复合粒子的红外辐射率.结果表明,在共沉淀反应温度50℃,反应时间2h,前驱体煅烧温度为450℃时,所制得的复合粒子为黄色粉体,红外发射率为0.73,Bi2O3包覆在Al的表面使得复合粒子呈现黄色,从而避免Al粉的“显形”和氧化,为红外迷彩隐身提供了一种优良材料.

TiO2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

古朝建;彭同江;孙红娟;吕霞;罗利明

2012, 41(3): 771-778.

摘要 ( 33 )

PDF (847KB) ( 29 )

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将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料.采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式.在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用；TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用.

不同半导体材料构成三维光子晶体带隙特性

李院平;邴丕彬;闫昕;梁兰菊;薛冬;田贵才

2012, 41(3): 779-782.

摘要 ( 18 )

PDF (234KB) ( 22 )

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应用平面波展开法研究Ⅳ、Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅵ族半导体材料构成三维光子晶体的带隙特性,通过数值模拟得到半径与晶格常数的最佳比值,计算得到不同材料对应的最大完全光子带隙,其中Ⅲ-Ⅴ族构成的三维光子晶体要普遍宽一些,Ⅳ中的Ge具有较大的完全带隙,研究结论为三维光子晶体的制作提供理论依据.

用天然水镁石球磨法制备Mg-Al水滑石的实验研究

王明军;廖立兵;杜高翔

2012, 41(3): 783-786.

摘要 ( 36 )

PDF (543KB) ( 25 )

相关文章 | 计量指标

以水镁石、硝酸铝和碳酸氢钠为原料,利用球磨方法通过机械力化学作用合成了Mg-Al水滑石,考查了球磨速度、球磨时间对合成水滑石的影响.研究表明,提高球磨转速有利于水滑石的形成与晶化,同时也有利于Al2O3的析出.适当延长球磨时间有利于水滑石的形成和结晶,但球磨时间过长,水滑石结构破坏.在500 r/min转速下球磨3h制备的水滑石纯度最高、结晶最好.用该方法制备的水滑石粒径较大,结晶度较低,热学行为特殊,可能与结构中富镁、贫铝有关.

不同粒度SiC颗粒低温制备SiC泡沫陶瓷的性能

黎阳;刘卫;陈璐

2012, 41(3): 787-791.

摘要 ( 26 )

PDF (606KB) ( 28 )

相关文章 | 计量指标

以SiC陶瓷前驱体聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)为粘结剂、SiC微粉为填料、聚氨酯海绵为模板,低温制备出了SiC泡沫陶瓷.研究了SiC颗粒粒度和PCS含量对SiC泡沫陶瓷线收缩率、体积密度、微观结构与抗弯强度的影响.确定了不同粒度SiC颗粒制备泡沫陶瓷的最佳烧成温度.结果表明,随SiC颗粒粒度与PCS含量的增加泡沫陶瓷的线收缩率增大、体积密度降低；泡沫陶瓷的抗弯强度随SiC颗粒粒度的增大而降低；颗粒粒度小于1μm时,最佳烧成温度为1200℃,颗粒粒度大于1μm时,最佳烧成温度为1100℃；PCS在1100℃与1200℃热解可得到β-SiC晶粒,其晶粒尺寸为12.2 nm与19.6 nm.

动力学蒙特卡洛(KMC)模拟薄膜生长

周雪飞;吴冲;唐朝云;孔垂岗;邱贝贝;杨云;卢贵武

2012, 41(3): 792-797.

摘要 ( 93 )

PDF (980KB) ( 68 )

相关文章 | 计量指标

本文以扩散理论为基础,利用KMC模拟方法,考察了温度对薄膜生长速率和表面形貌的影响以及生长表面的粗糙化相变过程.模拟表明,温度升高有利于提高薄膜生长速率,薄膜生长以“成核-岛数增长-岛的长大融合”的方式进行.模拟发现薄膜生长初期存在粗糙化相变过程,当温度低于相变温度时,薄膜分层生长,生长速率较慢；当温度高于相变温度时,薄膜表面粗糙度骤然升高,生长速率加快.

ZnS∶Al复合粒子的制备及其多波段兼容隐身性能的研究

武晓威;冯玉杰;陈宇;张杰;韦韩;齐少群

2012, 41(3): 798-802.

摘要 ( 31 )

PDF (951KB) ( 35 )

相关文章 | 计量指标

为了使Al粉具有多波段兼容隐身的功能,采用均匀共沉淀法将ZnS复合于片状金属铝粉表面,获得了ZnS∶Al复合粒子；借助XRD、SEM、EDS对ZnS∶Al粉末的相组成和表面形貌进行了表征；测试了ZnS∶Al复合粒子的红外发射率、电磁参数和吸波性能.结果显示:实验制得的ZnS∶ Al复合粒子包覆较为完整,在中远红外波段具有低红外发射率0.4520；在2～18 GHz频段内,最大反射率为-16.73 dB,微波吸收能力增强；ZnS:Al复合粒子具有多波段兼容隐身的功能,在多波段兼容隐身材料中具有重要的应用价值.

阳离子聚合物聚乙烯亚胺诱导的碳酸钙仿生矿化研究

张群;孙新园;陈敏;潘玉锁

2012, 41(3): 803-808.

摘要 ( 23 )

PDF (986KB) ( 39 )

相关文章 | 计量指标

以富含胺基的阳离子聚合物聚乙烯亚胺(PEI)为碳酸钙生长的矿化调节剂,采用气体扩散的方法,研究了不同PEI浓度以及不同矿化时间对碳酸钙形貌和晶型的影响.分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等实验手段对所得的样品进行了表征.结果表明,在较低的聚乙烯亚胺浓度下获得空心球状的球霰石和方解石,在较高浓度下,为方解石的聚集体,并随着矿化时间的延长,方解石的形貌趋于规则.

Ti/SnO2+Sb2Ox/PbO2耐酸阳极的寿命及电催化性能

宋秀丽;李付合;梁镇海

2012, 41(3): 809-815.

摘要 ( 29 )

PDF (428KB) ( 19 )

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用电沉积法制备了Ti/SnO2+ S2Ox/PbO2耐酸阳极,采用交流阻抗法测定了电极的导电性,利用加速寿命实验测定了电极的加速使用寿命,同时引入循环伏安新方法定量考察不同sb掺杂物质的量分数对电极表面分形维数的影响,并且讨论了电极在酸性溶液中的析氧电催化性能.结果表明,sb掺杂物质的量分数在0.02和0.10时Ti/SnO2+ Sb2Ox/PbO2电极的分形维数较高,表明电极表面粗糙程度较大,析氧电催化性能较好,是优良的高析氧电位下的阳极材料,适用于阳极氧化获得产品的电极过程.Sb掺杂物质的量分数为0.06时Ti/SnO2+ Sb2Ox/PbO2电极的导电性最好,加速使用寿命达到89 h.因此.Ti/SnO2+ Sb2Ox/PbO2电极是酸性溶液中较好的阳极材料.

电解锰渣制备SiO2掺杂锰锌铁氧体

谢超;徐龙君;李礼

2012, 41(3): 816-820.

摘要 ( 26 )

PDF (270KB) ( 17 )

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本文以电解锰渣为原料,经酸浸、除杂后,采用化学共沉淀法结合高温焙烧法制备了锰锌铁氧体磁粉.通过改变反应温度,研究了共沉淀温度对锰锌铁氧体前驱体合成率的影响.分别用XRD、BET以及VSM对掺杂样品的晶粒结构、比表面积以及磁性能进行了表征.结果表明,当温度为50℃时前驱体合成率最高,达到87.9;；适当的SiO2掺杂可以提高样品的比表面积,当掺杂量为0.45;时,样品的磁性能最佳,其饱和磁化强度为71.95 emu/g,矫顽力为10.49 G,剩余饱和磁化强度为1.32 emu/g.

羟基磷灰石微球制备及离子吸附/交换性能研究

王萍;李国昌

2012, 41(3): 821-827.

摘要 ( 23 )

PDF (1707KB) ( 44 )

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采用均相沉淀法,以生物碳酸钙作为钙源,EDTANa2为模板剂、尿素为沉淀剂,成功制备出高纯相、尺寸均匀、孔径可控的多孔羟基磷灰石(HAP)微球.研究了反应条件和添加剂浓度对样品形貌、尺寸和物相的影响.SEM分析结果显示:微球形貌和尺寸随反应温度、搅拌时间、沉淀时间、尿素和EDTANa2浓度的变化而变化.XRD分析结果显示:微球物相组成为单一羟基磷灰石相,[0001]、[10(1)0]、[10 (1)1]晶面族均有显露,添加剂浓度及反应条件对微球的物相没有影响.微球对Cu2+和F-均具有较高离子交换/吸附容量.

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