人工晶体学报

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2012, 41(4): 1.

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水热法生长非线性光学晶体K4Gd2(CO3)3F4

吴振雄;何小玲;周海涛;涂衡;岳银超;张昌龙;胡章贵

2012, 41(4): 829-833.

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采用水热法,探索了 K4Gd2(CO3)3F4晶体的析晶条件,诸如生长原料及配比、生长温度、生长周期等,并成功生长了毫米级的透明单晶.对生长的晶体进行了XRD、UV-Vis-NIR、SHG等测试,结果表明,K4Gd2( CO3)3F4晶体在380～2000 nm波段的透过率超过80;,紫外吸收截止边低于200nm；其二阶非线性光学效应约为KDP的3.5倍.

中子辐照α-Al2O3单晶的光学性质研究

祝威;黄丽;陈敬;侯贝贝;王鹏飞;阮永丰

2012, 41(4): 834-839.

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本文利用吸收光谱法、光致发光光谱法和拉曼光谱法对中子辐照的α-Al2O3进行研究.吸收光谱表明,中子辐照除产生F2、F2+、F2+2和F3色心外,还能产生[Al-O]3-色心,它对应着325 nm和638 nm两个吸收峰,且具有较低的热稳定性,经300℃退火后消失.光致发光谱法除了检测到F2、F2+和F2+2色心对应的发光峰外,还检测到625nm和657 nm发光峰.625 nm发光峰可能对应着高剂量中子辐照下特有的发光中心.657 nm发光峰是经800℃处理后唯一存在的发光峰,它可能来自于反位铝缺陷(AlO).此外,拉曼光谱显示该剂量的中子辐照不能导致明显的拉曼峰频移和展宽.

Yb:NdPO4晶体的生长与光谱性质

王永政;李静;王继扬;韩树娟;郭永解;赵兰玲;张洋

2012, 41(4): 840-843.

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采用助熔剂自发成核法,以Li2CO3-2MoO3为助熔剂,生长出了Yb∶ NdPO4晶体.通过X射线粉末衍射和X射线能谱技术对所得的晶体进行了表征.结果表明,少量Yb3+掺入到了NdPO4晶体中,但并未改变NdPO4晶体的晶格结构.比较了Yb∶ NdPO4晶体和NdPO4晶体室温下的透过光谱.测量了室温下晶体的荧光光谱,泵浦光波长为332 nm.结果表明晶体的最强荧光发射峰位于995nm,归属于Yb3+从激发态2F5/2到基态2F7/2的电子跃迁.1059nm的发射峰归属于Nd3+从4 F3/2到4I11/2的电子跃迁.Nd3+的发射峰强度较弱,表明在室温下晶体中主要发生了Nd3+ →Yb3的能量传递.

坩埚下降法生长钨酸镉晶体的闪烁性能

沈琦;陈红兵;王金浩;蒋成勇;潘建国;徐军

2012, 41(4): 844-848.

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以高温固相反应合成CdWO4多晶为原料,采用垂直坩埚下降法生长出大尺寸完整CdWO4晶体,就所生长CdWO4晶体进行了闪烁发光性能的测试表征,包括紫外可见透射光谱、光致发光光谱、光致发射衰减时间、X射线激发发射光谱、相对光产额以及γ射线辐照硬度.结果表明,该单晶在可见光区具有良好的光学透过性,其光致发光与X射线激发发射光的峰值波长位于475 nm左右,其光致发射衰减时间为842 ns；以CsI∶Tl晶体为基准样品,测得γ射线激发发光的光产额相当于基准样品的51.5;～57.4;,在γ射线辐照条件下其辐照硬度达107 rad.

La2CaB10O19晶体三倍频特性表征

王丽荣;吴洋;王桂玲;张建秀;陈创天

2012, 41(4): 849-852.

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本文研究了LCB晶体主平面内有效非线性光学系数最大的相位匹配方向上的三倍频特性,所用LCB晶体切割方向为:θ=48.7°,φ=90°,晶体尺寸:4×4×10 mm3.测量了它的角度带宽:θ角的角度带宽△θ×1为1.15mrad-cm；φ角的角度带宽△φ×1为86.15 mrad-em.还对其温度带宽进行了测定,结果为7.6℃-cm.利用这块晶体,得到了最高为31.8;的三倍频转换效率,而在相同实验条件下用LBO晶体(尺寸与LCB相同)得到的转换效率最高为38.4;.

偏压对磁控溅射沉积立方氮化硼薄膜的影响

徐锋;左敦稳;张旭辉;户海峰;王珉

2012, 41(4): 853-857.

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合适的衬底偏压是物理气相沉积制备cBN的必须条件,本文采用基于蒙特卡洛方法的SRIM软件对PVD过程中离子轰击衬底进行了分析,并进行了相关的实验研究.仿真与实验结果显示,随着离子轰击能量的增加,离子轰击深度和范围扩大,有利于cBN的成核与生长,但是过大的轰击能量会导致薄膜表面N与B元素的不匹配以及薄膜立方相的下降.同时,在PVD气氛中适量添加N2可以弥补薄膜表面N元素的损失,有利于提高立方相含量.

中空LaF3:Tb纳米晶的水热法制备与光谱性能研究

马佳贤;叶茂松;任玉英;施鹰;谢建军

2012, 41(4): 858-862.

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采用水热法制备了中空LaF3∶Tb纳米晶.通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外激发荧光光谱等测试表征手段,研究了水热合成温度、反应原料配比等物理化学条件对合成LaF3∶ Tb粒子晶粒尺寸、形貌、分散状态以及发光性能的影响.实验结果表明,在水热温度180℃且当Tb3+的掺杂浓度为20 mol;时具有最强的荧光发射,其主发光峰位于542 nm的绿光区域.高分辨透射电镜分析发现,通过调节制备条件可合成具有中空结构的纳米LaF3颗粒,其颗粒尺寸仅为30～ 40 nm左右.

宽温区内ZnO纳米线的CVD可控生长方法研究

马可;贺永宁;张松昌;刘卫华

2012, 41(4): 863-867.

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以Zn粉为材料,采用CVD法在宽温区内可控生长ZnO纳米线.利用SEM对产物进行了微观分析,考察了反应温度与升温时间对ZnO纳米线形貌的影响.用ZnO纳米线制成光电导型紫外光探测器,并测试了该器件的性能,考察了所得ZnO纳米线的光电特性.研究工作表明:用CVD法制备ZnO纳米线时的反应温度不限于某一个特定值,而是常压下在419.5℃以上的温区内均可进行,该宽温区ZnO纳米线CVD合成法的关键在于优化和匹配生长温度与加热时间两个参数.对紫外光探测器的性能测试结果表明,ZnO纳米线具有良好的紫外光电响应特性.

工艺参数对高功率MPCVD金刚石膜择优取向的影响研究

于盛旺;刘艳青;唐伟忠;申艳艳;贺志勇;唐宾

2012, 41(4): 868-871.

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使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源、沉积功率8 kW条件下,在不同CH4浓度、沉积温度和气体流量工艺条件下制备了大面积金刚石膜.使用X射线衍射仪对金刚石膜的择优取向的变化规律进行了研究.实验结果表明,高功率条件下工艺参数对金刚石膜的择优取向有不同程度的影响.在CH4浓度由0.5;上升到1.0;时,金刚石膜的择优取向由(220)转变为(111),由1.O;上升到2.5;时,则由(111)转变为(220)以及(311)；在700 ～ 1050℃温度范围内,随着沉积温度的升高,金刚石膜(111)择优取向生长的倾向增高,当沉积温度高于1050℃时,金刚石膜改变了原先的以(111)择优取向生长的趋势,变为了以(100)择优取向生长；在气体流速为200～1000 sccm范围内时,随气体流量的增加,金刚石膜(111)择优取向的倾向增加.当气体流量大于1000sccm时,金刚石膜(111)择优取向的倾向又稍有降低.

Eu3+扩散钨酸铅晶体(PbWO4)光学性能研究

邵明国;向卫东;蔡倩;王芸;钟家松;梁晓娟

2012, 41(4): 872-876.

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利用离子扩散法对下降法生长PbWO4晶体进行Eu3+扩散,通过透射光谱、荧光光谱、光产额和衰减时间的测试,研究了Eu3+扩散对PbWO4晶体的光学性能的影响.结果表明:Eu3+扩散PbWO4晶体可明显改善在350 nm波段的透过率,荧光光谱主峰为430 nm,且发光强度得到增强,在1000 ns的积分时间门宽内光产额为46 pe/MeV,衰减时间为6.5 ns.

模具法制备CVD金刚石热沉片的温度场与流场研究

薛海鹏;卢文壮;沈飞荣;孙达飞;王浩;左敦稳

2012, 41(4): 877-882.

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本文通过有限元仿真研究了模具法制备CVD金刚石热沉片的温度场和流场,并对制备参数进行了优化.实验与仿真的结果均表明,进气量的大小对衬底附近流场的均匀性影响显著,热丝温度、热丝间距以及热丝到衬底的距离对衬底的平均温度影响显著,热丝间距和热丝温度对衬底温度的均匀性影响显著；模具法制备的CVD金刚石复制了模具型腔,保证了热沉片的结构完整性和尺寸精度,最终制备了精度较高的小型CVD金刚石热沉片.

表面活性剂辅助合成Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料

黄平;杨珂;崔彩娥;杨赟;杨帆

2012, 41(4): 883-887.

摘要 ( 6 )

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以表面活性剂十二烷基硫酸钠为均匀分散剂,通过液相与固相相结合的方法制备了Y2O2S∶Eu3+,Mg2,Ti4+红色长余辉材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发与发射光谱、热释光谱等手段对材料进行了表征.研究结果表明,与高温固相法相比,样品的最低合成温度与最佳合成温度均降低了200～300℃,其发光特性没有改变,表面活性剂的添加影响了样品的形貌.同时,对表面活性剂引入后,Y2O2S∶Eu3+,Mg2+,Ti4+的生长机制和发光机理进行了讨论.

直拉单晶硅生长时空洞演化的相场模拟

曾庆凯;关小军;潘忠奔;张怀金;王丽君;禹宝军;刘千千

2012, 41(4): 888-895.

摘要 ( 19 )

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为研究大直径直拉硅生长时空洞的演化规律,建立了与有限元模型所模拟的晶体生长温度场相结合的空洞演化相场模型,并应用该模型模拟研究了空洞形貌及其分布状态的变化过程以及不同初始点缺陷浓度对空洞演化的影响规律.结果表明:直拉硅单晶生长过程中,空洞的演化经历了孕育-形核-长大-稳定四个阶段,其形貌和分布状态亦由孤立的球形向偏聚的串珠形转变；与较低的点缺陷浓度相比,初始点缺陷浓度较高时,空洞的数目、平均尺寸、面积分数普遍较大,孕育阶段缩短、形核和长大阶段延长；空洞的偏聚及合并、长大的现象显著；当温度低于980 K时,大直径的空洞数目不再增加.

高功率MPCVD金刚石膜透波窗口材料制备研究

于盛旺;刘艳青;唐伟忠;申艳艳;贺志勇;唐宾

2012, 41(4): 896-899.

摘要 ( 26 )

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使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源,在沉积功率8 kW条件下,对大面积金刚石膜透波窗口材料进行了制备研究.分别使用扫描电镜、Raman、分光光谱仪、热导率测试仪和空腔谐振法对金刚石膜的表面形貌、品质、光透过率、热导率和微波复介电常数等进行了表征及测试.实验结果表明,使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,能够满足较高功率下高品质金刚石膜的快速沉积；抛光后的自支撑金刚石膜具有高的光学透过率和热导率,在23 ～ 36 GHz频率范围内微波介电损耗小于1×10-4,有着良好的微波介电性能,是较为理想的透波窗口材料.

催化剂焙烧温度对热解火焰法合成碳纳米管的影响

孙保民;袁媛;郭永红;贾斌;王阳

2012, 41(4): 900-904.

摘要 ( 14 )

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为了探讨在制备Fe/Mo/Al2O3载体载入式催化剂过程中的焙烧温度对实验产物的影响,在热解火焰法中,以CO为碳源,设计了6组实验工况,对不同焙烧温度的合成产物碳纳米管进行对比分析,实验产物的形貌与特征用扫描电镜和拉曼光谱表征.分析表明,在本组实验条件下,催化剂焙烧温度为800～1000℃时,可以使催化剂颗粒尺寸更小,分散性更好,催化活性更高,实验合成的碳纳米管以多壁碳纳米管为主,产量较多,质量较佳,焙烧温度为900 ℃附近时,合成了高质量的单壁碳纳米管.

常压干燥法制备铁掺杂二氧化钛气凝胶

卢斌;张丁日;宋淼;卢孟磊

2012, 41(4): 905-910.

摘要 ( 11 )

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以钛酸四丁酯(TRIP)为原料、硝酸铁为掺杂剂、冰醋酸为催化剂、甲酰胺为干燥控制化学添加剂,采用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂TiO2醇凝胶,并结合常压干燥工艺,实现了Fe3+掺杂TiO2气凝胶的常压干燥法制备.采用XRD、BET、SEM、IR等对样品进行检测.结果表明:制备态Fe3+掺杂TiO2气凝胶密度为0.24 g/cm3,比表面积为529.17 m2/g,平均孔径约为20.10 nm,晶型为无定形；经850℃空气气氛下煅烧2h后,样品转变为锐钛矿型结构,平均孔径增大到22.32 nm,比表面积为136.22 m2/g.通过甲基橙溶液光催化降解实验,相比未掺杂二氧化钛气凝胶,掺入nFe∶nTi=0.05时,样品具有更高的光催化性能.

柠檬酸燃烧法制备Gd3Ga5O12:Eu3+纳米晶及发光性质

李艳红;陆海燕;张永明;张佳

2012, 41(4): 911-915.

摘要 ( 11 )

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以柠檬酸为燃烧剂,乙二醇为分散剂,采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD研究结果表明:合成的样品均为单一的Gd3Ga5O12晶相,纳米晶的一次性粒径分布在16～ 30nm.发射光谱和激发光谱的研究表明:主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的跃迁；宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带.讨论了柠檬酸和乙二醇用量对晶粒尺寸、品格常数、发射和激发强度的影响.结果表明:过量的柠檬酸和适量的乙二醇有利于晶体发育和发光强度的提高.

Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3-BaMnO3无铅压电陶瓷的结构与电性能

江向平;古训玖;张凯韦;陈超;李小红;涂娜

2012, 41(4): 916-921.

摘要 ( 11 )

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采用固相法制备了(0.8 -x)Na0.5 Bi0.5TiO3 -0.2K0.5Bi0.5TiO3-xBaMnO3(简称NBT-KBT-BM)无铅压电陶瓷,研究了不同BM含量(x=0,0.25;,0.50;,0.75;,1.00;,1.25;,物质的量分数)样品的物相组成、显微结构及电性能.结果表明:所制备的NBT-KBT-BM陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构.与纯NBT-KBT陶瓷相比,掺BM陶瓷的烧结温度降低,相对密度ρr得到提高.随x的增加,材料的压电常数d33、平面机电耦合系数kp与机械品质因子Qm先增大后减小,而介电损耗tanδ以及退极化温度Td一直降低.BM的掺入降低了材料的矫顽场Ec,提高了剩余极化强度Pr,从而增强了铁电性.当x=0.75;时,陶瓷获得最佳性能:d33=167 pC/N,kp=0.269,Qm=133,εr=774,tanδ=2.93;.

CdZnTe晶体位错处的Raman光谱及PL谱研究

曾冬梅;周海;殷业财

2012, 41(4): 922-925.

摘要 ( 13 )

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利用显微Raman光谱技术,对比研究了CdZnTe晶体无位错区和位锘密集区的Raman光谱.研究发现,CdZnTe晶体无位错区的Raman光谱出现了与Te有关的A1模(119 cm-1)、类CdTe的TO1模(138 cm-1)和类ZnTe 的TO2模(179 cm-1)；CdZnTe晶体位错密集区的Raman光谱中仅出现了与Te有关的A1模和类CdTe的TO1模,CdZnTe晶体类ZnTe的TO2模消失.对CdZnTe试样位错密集区进行变温光致发光谱测试,结果表明,束缚在中性施主上的激子的离解为电子空穴对,电子空穴的非辐射复合过程吸收了类ZnTe的TO2模声子能量,造成Raman 光谱中类ZnTe的TO2模缺失.

Ce/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

李海雷;曹立新;柳伟;苏革

2012, 41(4): 926-930.

摘要 ( 13 )

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采用电化学阳极氧化法在钛表面制备TiO2纳米管阵列,并用稀土铈对其修饰改性.以甲基橙为目标降解物,考察了Ce3+溶液浓度、甲基橙溶液的初始浓度和初始pH对铈改性的TiO2纳米管光催化活性的影响.结果表明:Ce3+溶液的浓度存在一个最佳值,当Ce3+溶液浓度为0.01 mol/L,在10 mg/L,pH =3的甲基橙溶液中光催化活性最好.光照4h后,甲基橙的降解率达83;.

溶胶-凝胶法制备La2CuO4纳米晶生长动力学研究

李意峰;黄剑锋;曹丽云;吴建鹏;费杰

2012, 41(4): 931-935.

摘要 ( 7 )

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以硝酸镧和硝酸铜为起始原料,柠檬酸为络合剂,乙二醇为交联剂,采用溶胶-凝胶法制备了La2CuO4纳米晶.通过XRD和FESEM对La2CuO4粉体进行了测试和表征,研究了不同柠檬酸配比对La2CuO4相组成、显微结构以及晶体生长活化能的影响.结果表明:当柠檬酸与金属阳离子总和(La3++Cu2+)的物质的量比为1∶1,600℃煅烧保温2h后,可获得单一正交晶型的La2CuO4,颗粒形貌为球状结构,平均尺寸为65 nm；在制备过程中提高柠檬酸的加入量,能够降低La2CuO4晶体的生长活化能,当物质的量比由0.5∶1增加至1∶1时,生长活化能由67.3 kJ/mol降低到50.5 kJ/mol.

氨水浓度对化学浴沉积的Zn(O,S)薄膜形貌、结构和性能的影响

刘军;魏爱香;招瑜;刘俊;庄米雪

2012, 41(4): 936-941.

摘要 ( 10 )

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采用化学浴法,以ZnSO4·7H2O和SC( NH2)2作为反应前驱物,C6H5O7 Na3·2H2O作为络合剂,NH3·H2O 作为辅助络合剂和缓冲剂制备Zn(O,S)薄膜.采用SEM、EDS、XPS、XRD和透射光谱分析方法,研究氨水浓度对化学浴法制备的Zn(O,S)薄膜形貌、成分、结构和光学性能的影响以及Zn(O,S)薄膜的形成机理.结果表明:Zn(O,S)薄膜是由ZnO和ZnS纳米颗粒混合组成的,ZnO具有纤锌矿结构,ZnS是以非晶相存在.随着反应溶液中氨水浓度的降低,薄膜中所包含的ZnO逐渐减少,ZnS逐渐增加,S/Zn原子比逐渐增加,透射率和光学带隙也逐渐增大.

流态化多晶硅化学气相沉积过程的数值模拟

张攀;王伟文;陈光辉;李建隆

2012, 41(4): 942-949.

摘要 ( 18 )

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利用基于欧拉-欧拉两相流模型,建立硅烷热分解的均相和非均相反应模型,模拟了二维流态化的多晶硅化学气相沉积过程,以及硅烷、硅烯和硅沉积速率在反应器中的分布规律.模拟结果表明多晶硅的沉积主要发生在流化床中的密相区及气泡的周围,浓度相对较小的硅烯非均相反应对多晶硅沉积的贡献约为硅烷的10;.分析了硅烷入口浓度和反应温度对硅沉积速率及转化率的影响,模拟的硅沉积速率与文献中的实验数据做了比较.

两步法溅射中缓冲层厚度对Ge薄膜质量的影响

关中杰;靳映霞;王茺;叶小松;李亮;杨宇

2012, 41(4): 950-955.

摘要 ( 11 )

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采用低温缓冲层技术制备Ge薄膜,利用AFM和Raman光谱研究缓冲层厚度对低温Ge缓冲层残余应变弛豫的影响.实验结果显示:随着缓冲层厚度的增加,残余应变弛豫度增大.在30 nm厚的低温Ge缓冲层上生长800nm厚的Ge外延层.Ge薄膜具有良好的结晶性,表面粗糙度RMS为2.06 nm.

高浓度Co掺杂ZnO晶体的水热法制备及磁性

刘清波;马玲鸾;强勇;段平光;韩伟超;韦志仁

2012, 41(4): 956-961.

摘要 ( 14 )

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采用水热法以CoO、ZnO混合为前驱物制备了ZnO晶体,矿化剂为6 mol/L KOH,填充度70;,温度430℃,两种样品CoO、ZnO组分物质的量百分比分别为0.5∶1和1∶1.当前驱物为nCo∶nZn=0.5∶1时,合成出Zn1-xCoxO晶体,Co元素掺杂量分别为6.83 at;和9.30 at;.当前驱物中nCo∶nZn=1∶1时,Zn1-xCoxO晶体中Co掺杂比例达到9.31 at;,同时伴有Co3O4生成,其中Zn掺杂比例达到14.59 at;,SEM显示,所制备的Zn1-xCoxO具有明显的ZnO晶体特征,形态完整,最大尺度约为50 μm.SQUID测量显示,生成物中Zn1-xCoxO晶体具有顺磁性,Zn1-xCoxO和Co3-xZnxO混合晶体也显示为顺磁性.

CdS纳米棒的水热法制备及形成机理研究

武晓娟;魏智强;杨晓红;张歌;冯旺军;杨华

2012, 41(4): 962-966.

摘要 ( 25 )

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采用水热法以Na2S· 9H2O为硫源,Cd3O12S3·8H2O为镉源,PVP为表面活性剂,成功制备了CdS纳米棒.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)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)和紫外可见(UV-vis)分光光度计等测试手段对样品的晶体结构、形貌、微观结构和光学特性等特征进行了表征分析,实验结果表明本方法所制备的CdS纳米棒为纤锌矿结构,沿[001]方向择优生长,平均直径大约为50 nm,棒宽均匀、分散性好,带隙为2.43 eV.同时也对CdS纳米棒的形成机理进行了初步探讨,提出了CdS纳米棒的生长模型,其形貌从三角形到阶梯形棒晶,最后再到完整的棒状晶体的一个定向团聚的自组装过程.

CuO掺杂对KNN-LS-BF无铅压电陶瓷性能的影响

翟霞;王华;崔业让;袁昌来;许积文;张小文;周昌荣;江民红;刘心宇

2012, 41(4): 967-972.

摘要 ( 12 )

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采用传统固相合成法和制备工艺,在1040℃制备了{0.996 [0.95( Na0.5 K0.5)NbO3-0.05LiSbO3 ]-0.004FeBiO3}+x mol; CuO(KNN-LS-BF+x mol; CuO)无铅压电陶瓷,研究了CuO掺杂量对陶瓷结构和性能的影响.结果表明,CuO的低温促烧作用明显,微量CuO的掺入并没有改变陶瓷体系的相结构,但对陶瓷的压电和介电性能有明显影响.随CuO掺杂量的增加,陶瓷的d33、kp、εr均是先升高后降低,并在x=0.15时,d33、kp、εr分别达到最大值222 pC/N、0.36、1223.14;Qm也是先升高后降低,不过是在x=0.3时达到了最大值66.02.而tanδ则是先降低,在x=0.45达到最小值2.5;后又开始回升.在x=0.15时,所制备压电陶瓷有最好的综合性能:d33=222pC/N,kp=0.36,εr=1223.14,tanδ=3.3;,Qm =52.27.

硼酸镁纳米晶须的水热-熔盐焙烧合成研究

方晓杰;陈建铭;宋云华

2012, 41(4): 973-976.

摘要 ( 9 )

PDF (1540KB) ( 39 )

相关文章 | 计量指标

以MgCl2·6H2O、H3BO3和NaOH为原料,采用定-转子反应器合成MgBO2 (OH)前驱体,水热合成MgBO2 (OH)纳米棒,进而熔盐焙烧合成了直径为50 ～105 nm、长度为6～13μm(平均长径比为120)、高度分散的纯单斜相单晶Mg2B2O5纳米晶须.采用XRD、SEM、EDX、TEM及SAED等手段进行表征.研究发现,MgBO2( OH)纳米棒的最佳合成条件是水热温度为210℃、水热时间为8h,该条件下可获得分散良好、形貌规则,尺寸分布范围窄的MgBO2 (OH)纳米棒.

直流反应磁控溅射法制备ZnO: Zr透明导电薄膜

张化福;类成新;刘汉法;袁长坤

2012, 41(4): 977-981.

摘要 ( 6 )

PDF (725KB) ( 33 )

相关文章 | 计量指标

以Zn∶ Zr为靶材,利用直流反应磁控溅射法制备了ZnO∶ Zr透明导电薄薄膜.研究了沉积压强对ZnO∶ Zr薄膜形貌、结构、光学及电学性能的影响.实验结果表明所制备的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.沉积压强对ZnO∶ Zr薄膜的晶化程度、形貌、生长速率和电阻率影响很大,而对其光学性能如透光率、光学带隙及折射率影响不大.当沉积压强为2Pa时,ZnO∶ Zr薄膜的电阻率达到最小值2.0×10-3Ω ·cm,其可见光平均透过率和平均折射率分别为83.2;和1.97.

一种线型结构钛酸钠微晶水热制备及其性能的研究

赵斯琴;长山;郭敏;张梅;王习东

2012, 41(4): 982-987.

摘要 ( 10 )

PDF (1681KB) ( 33 )

相关文章 | 计量指标

采用水热法制备了一种线型结构钛酸钠晶体,其直径为50 ～ 200 nm,长度为几微米到几十微米.利用XRD、SEM和UV-vis等测试手段表征了材料的晶化、结构、形貌及光学性能.研究结果表明:水热反应时间和温度对线型结构钛酸钠微晶的形成具有显著的影响；其最佳的反应条件:反应温度为180℃和反应时间为24h.并初步探讨了钛酸钠线型微晶的生长机理.650℃高温烧结处理得到的线型结构TiO2微晶,具有较高的紫外光光催化活性:0.5 g/L浓度TiO2线型微晶,对初始浓度为20 mg/L甲基橙溶液1h光催化降率可达80;以上.

离子液体对硫化镉粒径和光催化性能调控研究

赵荣祥;李秀萍;徐铸德

2012, 41(4): 988-994.

摘要 ( 7 )

PDF (870KB) ( 34 )

相关文章 | 计量指标

以氯化镉和硫代乙酰胺为原料,分别以水,离子液以及两者的混合液为溶剂,用超声法成功合成了不同粒径的硫化镉纳米粒子.用XRD,SEM,IR以及UV-Vis等手段对所制备样品的晶型、形貌和光学特性进行了表征；以紫外光为光源、甲基橙为目标降解物评价了硫化镉纳米粒子的光催化活性.结果表明,离子液的引入使硫化镉纳米粒子的粒径明显变小,带隙能量变大,光催化性能测试表明,离子液介质中合成的CdS纳米粒子具有更高的光催化活性.离子液体对比实验还表明,三乙烯四胺型离子液体中合成的硫化镉具有更高的光催化活性.

硅铝共掺杂对TiO2薄膜结构及性能的影响

包镇红;江伟辉;苗立锋

2012, 41(4): 995-999.

摘要 ( 9 )

PDF (413KB) ( 19 )

相关文章 | 计量指标

采用非水解溶胶-凝胶法制备了Si、Al共掺杂的TiO2薄膜.应用X射线衍射、紫外可见分光光度计研究了Si、Al掺杂对TiO2薄膜晶型转变、晶粒尺寸、光吸收性能及光催化性能的影响.结果表明:适量引入Si、Al后,可显著提高1000℃热处理后TiO2薄膜的光催化活性；当Si/Ti物质的量比为0.2时,薄膜由于混晶结构光催化活性最佳；Si、Al共掺杂能抑制TiO2的晶型转变及TiO2的晶粒生长,且Si、Al共掺杂的抑制作用比单一Si掺杂更有效；当Si/Ti物质的量比为0.15、Al/Ti物质的量比为0.05时,TiO2锐钛矿向金红石的转变温度从750℃提高到1200℃.

绒毛球状碳酸锶的沉淀法制备与表征

陈先勇;唐琴;刘代俊

2012, 41(4): 1000-1005.

摘要 ( 4 )

PDF (1232KB) ( 41 )

相关文章 | 计量指标

以柠檬酸三钠为晶形控制剂,采用简单沉淀法合成了绒毛球状SrCO3晶体.用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、透射电镜(TEM)和能谱仪(EDX)等对样品的结构和形貌进行了表征.结果表明,绒毛球状SrCO3的主体结构为微米级实心球,实心球壳表面被一层稠密的粒径为5～15 nm、长度为100 ～ 150 nm的毛发状晶体所覆盖；机理分析认为绒毛球状SrCO3的形成可以用“棒状-束状-哑铃形-球形”的生长机理(RBDS)进行解释.

Bi1.65Zn1.0Nb1.5O7.225陶瓷和薄膜的结构和介电性能对比

张效华;辛凤;胡跃辉;杨丰;陈义川

2012, 41(4): 1006-1010.

摘要 ( 13 )

PDF (769KB) ( 27 )

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以立方焦绿石Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(BZN)为配方基础,通过掺入过量10;的Bi2O3,形成Bi1.65Zn1.0Nb1.5O7.225非化学计量比分子式.采用固相反应法合成具有焦绿石立方结构的Bi1.65Zn1.0Nb1.5O7.225陶瓷,并采用脉冲激光沉积法在Pt/SiO2/Si(100)基片上制备其薄膜.对比研究了非化学计量比Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7.225陶瓷和薄膜的结晶性能,微观形貌以及介电性能的差异.结果表明烧结的Bi1.65Zn1.0Nb1.5O7.225陶瓷和沉积的BZN薄膜都保持立方焦绿石单相结构,但是薄膜展现出较强的(222)晶面择优取向.陶瓷和薄膜的晶格常数,微观形貌都体现出差异.对比二者的介电特性后发现,Bi1.65Zn1.0Nb1.5O7.225薄膜的介电常数明显高于陶瓷的介电常数,这归因于薄膜和块体材料之间的差异,例如厚度,致密度,择优取向等.

4H-SiC晶体中Vsi本征缺陷研究

程萍;张玉明;张义门

2012, 41(4): 1011-1014.

摘要 ( 35 )

PDF (1100KB) ( 49 )

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采用平面波展开和第一原理赝势法对4H-SiC理想晶体及与Vsi有关的电中性微观本征缺陷(Vsi、Vc-Vsi 、Vc-C、Vsi-Si)的超晶胞进行计算.结果发现:0 K且忽略原子驰豫时,电中性本征缺陷VC-C和Vsi的形成能相差为4.472eV,在此基础上分析了亚稳定型本征缺陷Vsi向稳定型本征缺陷Vc-C转化的理论依据及转化方式,首先发生转移的是h晶格位置上的Si原子,与非故意掺杂4H-SiC外延材料在氙光激励作用下的ESR结果吻合较好.

Nb掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

周爱萍;高金霞;孙艳

2012, 41(4): 1015-1018.

摘要 ( 9 )

PDF (688KB) ( 43 )

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采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Nb掺杂ZnO( NZO)透明导电薄膜.为了研究薄膜厚度对薄膜性质的影响,制备了五个厚度分别为239 nm,355 nm,489 nm,575 nm和679 nm的样品.XRD结果表明,ZnO∶ Nb薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,并且具有垂直于衬底的c轴择优取向.随着膜厚的增加,薄膜的结晶质量明显提高.当厚度从239 nm增加到489 nm时,平均晶粒尺寸从19.7 nm增加到24.7 nm,薄膜的电阻率持续减小；当厚度进一步增加时,晶粒尺寸略有减小,电阻率有所增加.本实验获得的最低电阻率为4.896×10-4Ω·cm.随膜厚的增加,光学带隙先增大后减小.所有薄膜在可见光区域的平均透过率均超过88.3;.

白光LED用红色荧光粉SrMoO4: Eu3+,Gd3+的制备与表征

关荣锋;李勤勤;孙倩

2012, 41(4): 1019-1024.

摘要 ( 7 )

PDF (825KB) ( 35 )

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采用共沉淀法合成了红色荧光粉Sr1-x-yMoO4∶ Eu3+x,Gd3+y,分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫面电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定.结果表明:所合成的样品均为单一纯相四方晶系结构,添加Gd3+(为0.35mol时)使主衍射峰的位置右移了0.35°；SEM照片显示:SrMoO4∶ Eu3+和SrMoO4∶Eu3+,Gd3+颗粒尺寸分布相对均匀,为类方块状,颗粒大小约为1～3μm；Gd3+和Eu3+的共掺得到的SrMoO4∶ Eu3+,Gd3+在616 nm处主发射峰的发光强度约是SrMoO4∶Eu3+的2.09倍；当掺杂x=0.25 mol和y=0.35 mol时,在近紫外光(395 nm)激发下,SrMoO4Eu3+,Gd3+得到616 nm处红光发射极峰.

烧结工艺对原位合成ZrO2/TiB2复合陶瓷材料的力学性能影响

潘培道;刘孝光;殷韦韦;王长春

2012, 41(4): 1025-1029.

摘要 ( 8 )

PDF (1182KB) ( 27 )

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以TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了TiB2含量为20;的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料.分析了烧结工艺中烧结温度、保温时间和烧结压力对力学性能的影响.结果表明:当烧结温度由1650℃提高到1750℃时,复合陶瓷材料的抗弯强度由820 MPa增加到980 MPa,断裂韧性从7.2 MPa·m1/2提高到9.4 MPa·m12;当烧结温度升至1850℃时,抗弯强度和断裂韧性下降；显微硬度随烧结温度的升高而提高.在烧结温度1750℃压力为30MPa保温时间由30 min提高到45 min时,断裂韧性从8.6 MPa·m1/2提高到9.4 MPa·m1/2；保温时间增加至60 min时,断裂韧性下降；保温时间的变化对材料的抗弯强度、硬度影响不大.烧结压力对复合陶瓷材料的力学性能的影响较小.当烧结参数为1750℃、45 min、30MPa,ZrO2/TiB2复合陶瓷材料的抗弯强度、显微硬度、断裂韧性分别达到980 MPa、13.6 GPa、9.4 MPa·m1/2.

PECVD腔室热流场数值仿真研究

夏焕雄;向东;牟鹏;姜崴;葛研;王丽丹

2012, 41(4): 1030-1036.

摘要 ( 33 )

PDF (834KB) ( 59 )

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等离子辅助化学气相沉积(PECVD)腔室的气流分布、温度分布是影响薄膜沉积工艺均匀性以及沉积速率的重要原因之一.本文对PECVD腔室气流建立连续流体和传热模型,研究了腔室内流场和温度分布特性；讨论了四种不同稳流室结构的PECVD腔室,在加热盘恒温400℃、质量流量5000 sccm、抽气口压力133 Pa的工艺条件下12英寸晶圆片附近上方流速、压力、温度分布情况；选择了其中一种稳流室结构作了多种质量流量( 20 ～ 5000 sccm)入口条件下的流场分析.仿真研究发现:在抽气口位置偏置的情况下,四种不同稳流室结构的腔室内热流场并未出现明显偏置,这表明抽气口偏置对工艺均匀性没有明显影响.加热盘附近上方2 mm处温度场大面均匀、稳定,且随入口质量流量变化波动很小,表现出良好的稳定性；气压分布呈现中心高边缘低的抛物线特征,流速呈现中心低边缘高的线性特征,且晶圆片附近以及喷淋头( Showerhead)入口压力和流速均随着入口质量流量的增加而升高.研究结果对PECVD腔室结构设计及工艺控制具有重要意义.

Ge在Si(100)-2×1表面化学吸附的第一性原理研究

陆顺其;王茺;靳映霞;卜琼琼;杨宇

2012, 41(4): 1037-1042.

摘要 ( 9 )

PDF (815KB) ( 34 )

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应用密度泛函理论,构造了具有非对称二聚体结构的Si(100)-2×1重构表面,在系统研究了其表面结构及特性的基础上,计算了Ge在不同吸附位置的表面吸附能,以及吸附前后的表面投影态密度.计算结果表明:Ge原子在基位(pedestal)吸附最稳定.另外,在吸附Ge原子之后,我们得到了一个具有完整对称性的特殊Si原子二聚体结构.此结构中相邻的两个二聚体链互相平行且分别与Si表面平行,每对二聚体Si原子呈对称分布.

Mn掺杂对YBiCaZrVIG铁氧体微结构及性能的影响

陈秀娟;杨建;金宇龙;丘泰

2012, 41(4): 1043-1048.

摘要 ( 10 )

PDF (822KB) ( 20 )

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用固相反应法在空气气氛中制备了Y2.1 Bi0.2Ca0.7 Zr0.3 V0.2Mnx Fe4.42-xO12(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)铁氧体,研究了Mn掺量和烧结温度对YBiCaZrVMnIG铁氧体烧结性能、微观结构和电磁性能的影响.研究发现,所有样品均形成单一的石榴石相.Mn的掺入使晶胞参数增加,并促进了YBiCaZrVIG铁氧体的致密化.Fe离子的数量、微观结构的变化以及晶格中离子空位的增多造成了介电损耗先显著降低后略有增加趋势.而介电损耗随着烧结温度的升高和材料的致密化先急剧下降,后由于烧结温度过高使部分Fe3+还原成Fe2+而略有增加.Mn掺量对YBiCaZrVMnIG铁氧体介电常数影响不大,但是随着烧结温度和样品致密度的提高,介电常数呈增大趋势.而饱和磁化强度4πMs随着Mn掺量的增加先呈缓慢降低趋势,后又逐渐增加,但随烧结温度的升高呈相反的变化趋势.因此,在YBiCaZrVIG铁氧体中掺杂适量的Mn 能够促进烧结,提高材料的电磁性能.综上,Mn掺量为x=0.04(Y2.1Bi0.2Ca0.7Zr0.3V0.2Mn0.04Fe4.38O12)、烧结温度为1260℃的铁氧体综合性能最佳:RD＞ 98;,εr=15.7,tanδe =2.1×10-4,4πMs=1629 Gs.

脉冲时间间隔对激光烧蚀Si粒子密度分布的影响

褚立志;李艳丽;邓泽超;丁学成;赵红东;傅广生;王英龙

2012, 41(4): 1049-1052.

摘要 ( 7 )

PDF (252KB) ( 21 )

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采用Monte Carlo方法,对脉冲激光烧蚀所产生的烧蚀粒子在环境气体中的输运过程进行了数值模拟.研究了不同脉冲时间间隔与交叠区位置振荡幅度之间的关系,结果表明脉冲时间间隔影响了交叠区的振荡强弱,随着脉冲时间间隔的增加,交叠区的振荡幅度减小,脉冲时间间隔为10 μs时达到最小值,而后开始增大.所得结果为进一步研究烧蚀粒子在环境气体中的输运动力学过程提供了理论依据.

可见光响应氮掺杂TiO2制备与性能表征

王勇;陈桂华;李李泉;杨辉

2012, 41(4): 1053-1058.

摘要 ( 11 )

PDF (863KB) ( 18 )

相关文章 | 计量指标

采用水热法制备了可见光响应的氮掺杂TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、XPS、UV-vis对样品结构、形貌和光谱等性质进行表征.研究结果表明:氮掺杂抑制晶粒长大,促进晶格畸变；氮进入TiO2晶格中,引起TiO2光催化剂的激发,吸收光谱向低能方向移动.以降解甲基橙为模型反应,研究样品的光催化性能；以对苯二甲酸作为·OH自由基捕获剂,利用化学荧光技术研究光催化反应体系中·OH自由基生成量.结果表明:与纯TiO2相比,氮掺杂样品具有较高的光催化活性.这与下列因素有关:氮掺杂样品具有较小的晶粒尺寸,有利于促进光生电荷的分离与相界面上电荷转移效率,降低TiO2能隙并使吸收光谱红移.在实验条件下,光催化性能随n(N/Ti)比值的增大而增强；羟基自由基的生成速率与光催化活性规律一致,即·OH的生成速率越大,光催化活性越高.

垂直式MOCVD反应器中热泳力对浓度分布的影响分析

于海群;左然;徐楠;何晓崐

2012, 41(4): 1059-1065.

摘要 ( 9 )

PDF (1261KB) ( 51 )

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从分子动力学理论出发,推导出垂直式MOCVD反应器中热泳力和热泳速度与温度、温度梯度、压强、粒子直径的关系式,以及热泳速度与扩散速度、动量速度平衡时的关系式.在典型的生长条件下,计算得到在温度T=605K时,热泳速度与扩散速度、动量速度动量平衡,TMGa浓度达到最大.然后在不考虑化学反应和考虑化学反应两种情况下,针对垂直式MOCVD反应器内的热泳力对粒子浓度分布和沉积的影响进行数值模拟,模拟给出反应粒子在反应器不同进口温度、衬底温度时的温度分布、浓度分布和反应速率.并与文献中的实验值进行对比,模拟结果与实验值有很好的吻合.

新型长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+的制备与发光性能研究

张盈;曾超;邓家桃;李铁;蒲利春;冯文林

2012, 41(4): 1066-1069.

摘要 ( 10 )

PDF (673KB) ( 19 )

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采用高温固相法制备稀土Eu2掺杂的CaAl2O4长余辉发光样品.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对所制备的样品进行结构表征分析,探讨Eu掺杂量为(助熔剂为0.3 mol;的H3 BO3)0.5mol;、4.5 mol;、6.5 mol;情况下,合成CaAl2O4体系荧光粉的发光性能.研究结果表明:样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于442 nm左右,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁,所发光正是人眼感觉最舒适的蓝光.蓝色荧光粉Ca0.995Al2O4∶ 0.5; Eu2+的发光强度最好,并且在此含量下,样品的颗粒较小且分别均匀,形貌较好.

掺杂M型钡铁氧体纳米粉体的制备与软磁化研究

吕世雅;任勇;徐光亮;李诗瑢

2012, 41(4): 1070-1075.

摘要 ( 10 )

PDF (821KB) ( 36 )

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采用溶胶-凝胶自蔓延法制备Co-Zr离子共掺BaFe12O19,并研究不同掺杂量和煅烧温度对样品微结构和磁性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电镜测试了样品的相结构和微观形貌,其宏观静态磁性用振动样品磁强计进行表征.研究发现热处理温度对掺杂前后的M型钡铁氧体宏观磁性有决定性影响,其中BaFe10Co1.0Zr1.0O19在1100℃保温4h,矫顽力H(c)为136 Oe,但是饱和磁化强度Ms仅32 emu/g;BaFe10.4Co0.8Zr0.8O19在1100℃保温4h,矫顽力为606 Oe,Ms增加到48 emu/g.这说明M型钡铁氧体的磁性能可以实现从传统的永磁到近软磁这样大范围的调控,使其拥有更广泛地应用空间.

超声辅助线锯切割SiC单晶实验研究

李言;王肖烨;李淑娟;郑建明;袁启龙

2012, 41(4): 1076-1081.

摘要 ( 14 )

PDF (809KB) ( 36 )

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针对单晶SiC切割过程切割效率低,加工表面粗糙度和表面不平度差以及线锯磨损和断裂严重等问题,提出采用线锯横向施加超声振动的方法切割单晶SiC.通过实验对比研究了普通切割与超声辅助切割两种切割工艺,结果表明:与普通切割相比,超声辅助切割单晶SiC,锯切力减小37;～52;,且减小趋势随工件进给速度的增大更明显；切片表面粗糙度降幅约为26;～55;,晶片表面形貌均匀,无划痕,明显优于普通切割方法所获得的表面；线锯磨损降低约近40;；切割效率提高近56;.

LiRb5(SO4)3·1.5H2SO4晶体铁弹相变的研究

周国香;徐小静;孟令辉

2012, 41(4): 1082-1086.

摘要 ( 7 )

PDF (698KB) ( 36 )

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本文利用慢度曲面法研究LRSHS晶体的铁弹相变.画出了LRSHS晶体在发生铁弹相变过程中一些温度下的慢度曲面图,得到了最大慢度.研究结果表明:晶体在三维空间的慢度最大值方向就是发生本征铁弹相变的方向,即声学软模软化的方向.确定出声学模的软化方向,即可确定出发生本征铁弹相变时软化显著的弹性劲度系数,再利用居里原理即可得到晶体铁弹相的对称性.

Ti离子注入对ZnO纳米棒阵列性能的影响

申保收;冯旺军;陈江涛;阎兴斌

2012, 41(4): 1087-1091.

摘要 ( 11 )

PDF (1161KB) ( 31 )

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本文研究了Ti离子注入对ZnO纳米棒阵列结构、形貌、光学特性和疏水性的影响.XRD测试表明注入前后ZnO纳米棒均为六方纤锌矿晶体结构.然而,随着对ZnO纳米棒阵列注入剂量的增加,样品沿(002)晶面优先生长的趋势降低,而且当注入剂量达到5×1017/cm2时,甚至出现ZnTiO3( 104)晶面衍射峰,说明了这种物质的存在,而后面的XPS表征也进一步证明了Ti-Zn-O化学键的存在.样品形貌测试表明,离子注入后由于受刻蚀和溅射的作用,不仅使得ZnO纳米棒表面形貌发生了很大的变化,透光率也显著下降.离子注入后ZnO纳米棒表面疏水性受形貌变化的影响也发生了改变,使得其疏水性增强,当Ti离子注入量为1×1017/cm2时ZnO纳米棒表面接触角达到了151.4°.总之,离子注入作为一种较新颖的表明改性方法,通过对ZnO纳米棒阵列改性处理可以明显扩展其潜在应用价值.

Y2O3掺杂WO3光催化剂的制备及其性能

李慧泉;洪文珊;崔玉民;华林;张文保;陶栋梁

2012, 41(4): 1092-1096.

摘要 ( 8 )

PDF (296KB) ( 15 )

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采用浸渍法合成了Y2O3 -WO3光催化剂,通过XRD和UV-Vis DRS测试手段对其进行了表征.以对苯二甲酸为探针分子,结合化学荧光技术研究了Y2O3 -WO3表面羟基自由基的生成.以溴百里香酚蓝(BTB)催化降解实验评价了其光催化活性.结果表明:与纯WO3相比,1.2; Y2O3-WO3样品的吸收带边发生明显红移、在200～800 nm 区域有更强的光吸收.Y2O3-WO3样品的紫外和可见光催化活性随Y2O3含量增加先增加,当Y2O3含量为1.2;时分别达到最大值,然后随Y2O3含量的进一步增加而减小.与纯WO3相比,1.2; Y2O3-WO3样品明显具有更高的紫外和可见光催化活性以及更大的羟基自由基生成速率.

RNS-A/壳聚糖纳米材料的制备与性能表征

闫凤美;李荣强;张军丽;张燕;潘庆才

2012, 41(4): 1097-1101.

摘要 ( 10 )

PDF (745KB) ( 27 )

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RNS-A经羟丙基化修饰后,以化学键与壳聚糖发生交联,得到了一种新型的RNS-A/壳聚糖纳米材料.探讨了纳米材料的制备机理,用红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析仪(TG)对纳米材料进行了表征,考察了纳米材料的沉降性能、吸附性能.结果表明,纳米材料以亲电、亲核取代反应而制得；RNS-A颗粒均匀分布在壳聚糖链中,表面及内部分布有孔道或空穴；纳米材料的热降解温度由复合前的263℃提高到318℃,沉降速率约是壳聚糖的两倍.

放电过程对碳纳米管膜场发射性能的影响

樊志琴;李瑞;蔡根旺;张君德;王建星

2012, 41(4): 1102-1106.

摘要 ( 12 )

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利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,在不锈钢衬底上直接沉积碳纳米管膜.研究碳纳米管膜在放电过程中对其场发射性能的影响.通过XPS、Raman光谱等手段,分析碳纳米管膜在放电过程中sp2碳和sp3碳含量的变化,对碳纳米管膜场发射性能变化的根源进行研究.结果显示,在放电过程中,碳纳米管膜中sp2碳的含量减少,场发射性能变差.经过分析,我们认为发生这种现象的原因是:发射电子主要是从sp2碳发出的,sp2碳的减少直接影响了发射电子的减少,故其场发射性能降低.

垂直转盘式MOCVD反应器中GaN化学反应路径的影响研究

徐楠;左然;何晓焜;于海群

2012, 41(4): 1107-1112.

摘要 ( 12 )

PDF (791KB) ( 65 )

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对垂直转盘式MOCVD反应器生长GaN的气相化学反应路径进行研究.结合反应动力学模型,分别采用预混合进口但改变反应腔高度,以及采用环形分隔进口,对反应器的温场、流场和浓度场进行CFD数值模拟,由此确定反应器结构参数对化学反应路径的影响.通过观察主要含Ga粒子的浓度分布以及不同反应路径对生长速率的贡献,判断该反应器可能采取何种反应路径.研究发现,RDR反应器的主要反应路径是TMG热解为DMG,DMG为薄膜沉积的主要前体.反应腔高度变化对反应路径影响较小,但生长速率略有增大；当从预混合进口改为环形分隔进口时,生长更倾向于TMG热解路径,同时生长速率增大,但均匀性变差.

单晶炉低功耗勾形磁场设计与优化

安涛;高勇;张创

2012, 41(4): 1113-1118.

摘要 ( 9 )

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本文提出了一种低功耗的新勾形磁场结构,来解决现有勾形磁场功耗过大的问题.并以8英寸单晶炉勾形磁场为研究对象,利用有限元法对线圈匝数、电流大小、线圈间距等参数对磁场强度及其分布的影响进行了模拟分析和优化设计.结果表明:在坩埚壁处产生横向磁场强度均为492 GS时,线圈内径820 mm、线圈间距200 mm等结构相同,而线圈匝数分别为2400匝的新结构与96匝的现有结构磁场相比,总功率从现有结构的38.9 kW降低到9.8 kW(降低了74.7;).该研究为勾形磁场得以广泛应用提供了一种新的设计思路及设计方法.

W型六角晶系铁氧体和钛酸钡共混制备吸波材料

宫剑;徐光亮;余洪滔;黄纯洁;任小虎

2012, 41(4): 1119-1124.

摘要 ( 6 )

PDF (783KB) ( 35 )

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为拓宽材料在微波频段下的吸波频带,制备了W型六角晶系铁氧体和BaTiO3粉体,通过XRD、SEM对产物的晶体结构和微观形貌进行分析；采用矢量网络分析仪测试了W型六角晶系铁氧体、BaTiO3及其复合物在2～ 14GHz的电磁参数,在2.8mm下计算分析材料的吸波性能并对吸波原理进行分析.结果表明:W型六角晶系铁氧体在8～11 GHz频段内有较好的吸波性能(最小反射率为- 48 dB)；BaTiO3比例为25;的W型六角晶系铁氧体/BaTiO3复合物在保持较好的吸收性能(最小反射率为-31 dB)的同时,具有较宽的吸波频宽(小于-10 dB),为7GHz(7 ～14 GHz).

一种基于光子晶体的多通道倍频滤波器

李文胜;张琴;黄海铭;付艳华

2012, 41(4): 1125-1129.

摘要 ( 14 )

PDF (283KB) ( 25 )

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本滤波器所用的光子晶体由ZnS和复折射率介质交替排列而成.利用传输矩阵法进行数值计算的结果表明,该光子晶体的透射谱具有以下特征:当两介质的光学厚度均为特征波长的四分之一时,在特征频率的偶数倍频附近出现了透射率为13.7的窄带透射峰,而其它位置均为禁带.周期数增加,透射峰位置稍有蓝移,峰值不变.入射角增大,透射峰位置不变,峰值下降.两介质的几何厚度同时变化时,透射峰的峰值保持不变,位置随之变化,几何厚度增加,透射峰位置蓝移,反之亦然.以上特征为此类光子晶体实现多通道倍频滤波提供了理论指导.

硬脆晶体基片化学机械抛光材料去除非均匀性形成机制研究

杜家熙;苏建修;王占合;马利杰;康仁科

2012, 41(4): 1130-1137.

摘要 ( 7 )

PDF (914KB) ( 39 )

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本文主要对基片内材料去除非均匀性的形成机理进行了深入的研究；首先分析了化学机械抛光(CMP)时抛光机运动参数对硅片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性、接触压力分布非均匀性及磨粒运动轨迹密度分布非均匀性的影响规律,然后进行了基片内材料去除非均匀性实验,通过实验得出了抛光机运动参数对基片表面材料去除非均匀性的影响；通过比较理论分析与实验结果,基片表面上相对速度分布非均匀性、摩擦力分布非均匀性及接触压力分布非均匀性随转速的变化趋势与基片表面材料去除非均匀性的实验结果的曲线性质不匹配,而只有抛光液中的磨粒在基片表面的运动轨迹分布密度非均匀性与基片表面材料去除非均匀性的实验结果曲线趋势相同；研究结果表明,基片表面材料去除非均匀性是由磨粒在基片表面上的运动轨迹分布密度非均匀性造成的,充分说明了基片表面材料去除的机械作用主要是磨粒的机械作用.

银色金属光泽釉的研制及微观结构分析

王超

2012, 41(4): 1138-1142.

摘要 ( 15 )

PDF (729KB) ( 37 )

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通过在基础釉中添加金属氧化物MnO2 、CuO和V2O5,在随炉冷却的烧成制度下,成功制备了银色金属光泽釉.采用L9 (33)正交实验的方法研究了MnO2、CuO、V2O5加入量对釉面效果的影响.利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对釉层的微观结构进行了表征.研究表明:(1)CuO加入量对釉面金属光泽的产生显著影响,V2O5的影响不明显,当CuO加入量小于3;时,釉层为透明状.随着MnO2和CuO加入量的增大,釉面逐渐呈现无光及变色的趋势,MnO2、CuO、V2O5的推荐加入量分别为4;、3;和2;.(2)釉层中存在大量亚微米级甚至纳米级片状晶体.晶体尺寸均匀,表面平整光滑,并形成大面积平面网状排布.(3)釉层中大量沿坯体表面平行生长的片状晶体容易对光线造成强烈的镜面反射,是造成釉面出现高亮度银色金属光泽的重要原因之一.

真空退火温度对掺铬类石墨镀层微观组织结构的影响

时惠英;李洪涛;蒋百灵

2012, 41(4): 1143-1147.

摘要 ( 9 )

PDF (2036KB) ( 32 )

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采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备于单晶硅基体上制备了掺铬类石墨镀层,并利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对真空退火处理前、后掺铬类石墨镀层的物相和微观组织结构演变规律进行了详细分析.研究结果表明:当真空退火温度达到500℃以上时,在掺铬类石墨镀层的C/Cr工作层中会相继出现Cr3C2、Cr23C6甚至微晶石墨等晶体；在掺铬类石墨镀层的真空退火过程中,Cr3C2碳化物相较Cr23C6碳化物相更容易于Cr原子弥散掺杂的非晶石墨层中析出,且Cr3C2碳化物相倾向于在C/Cr工作层中Cr原子浓度大的区域析出；Cr3C2和Cr23C6等碳化物相的析出对Cr原子浓度的依赖性逐渐减弱.

采用自反应淬熄法的电磁波吸收剂空心化研究

许宝才;刘亮;王建江;段荣霞;张龙

2012, 41(4): 1148-1152.

摘要 ( 6 )

PDF (1605KB) ( 30 )

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分析了火焰喷射淬熄技术的工艺原理,通过实验制备了几种吸波材料的空心微珠,利用扫描电镜和X射线衍射分析了微珠的形貌和组成,微珠大都成空心结构的球形,直径分布在几个至几十个微米范围；利用网络分析仪同轴法研究了空心微珠的电磁性能,不同成分的微珠在不同的波段具有较好的电磁波吸收性能.

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