人工晶体学报

信息动态

2013, 42(11): 1.

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移动加热器法生长CZT晶体的成分及缺陷均匀性研究

陈曦;王涛;周伯儒;何杰;李阳;杨帆;徐亚东;查钢强;介万奇

2013, 42(11): 2215-2219.

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采用移动加热器法,成功生长出尺寸为φ55 mm×70 mm的CdZnTe晶体.采用电子探针、光致发光谱等方法,测试了晶体径向的成分和缺陷分布,并与垂直布里奇曼法生长的同成分CdZnTe晶体进行了对比分析.结果表明,移动加热器法生长的CdZnTe晶体沿径向的成分和缺陷分布均匀,均优于垂直布里奇曼法生长的晶体.

掺钕钆镓石榴石晶体及其性能优化的研究进展

付秀伟;贾志泰;董春明;陶绪堂

2013, 42(11): 2220-2229.

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本文系统综述了Nd∶GGG晶体在国内外的研究进展,总结了通过掺杂手段来优化其性能的部分工作,并探讨了目前Nd∶GGG晶体实现高功率激光输出过程中存在的问题及其未来的发展趋势.

用于HIT太阳能电池的非晶硅薄膜制备与性能研究

齐晓光;雷青松;杨瑞霞;薛俊明;柳建平

2013, 42(11): 2230-2234.

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采用射频等离子体增强化学气相沉积技术(RF-PECVD),在不同硅烷浓度下制备本征非晶硅薄膜,研究薄膜材料的微结构和光电性能.研究表明,在硅烷浓度为5;时,制备的薄膜材料处于非晶/微晶相过渡区域,具有宽光学带隙、低吸收系数、较高电导率和较好的致密性.作为钝化层应用到HIT太阳电池中,具有良好的钝化效果,在n型单晶硅衬底上制备出了效率为13.92;的太阳电池.

含硼助熔剂对YAG∶Ce荧光粉晶相、形貌及发光性能的影响

李聪明;谭劲;郑水林;马米;孙夏微

2013, 42(11): 2235-2240.

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采用高温固相法分别以H3BO3和Na2B4O7作为助熔剂合成了Ce离子掺杂的Y3Al5O12(YAG∶ Ce)黄色荧光材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光分光光度计(PL)对合成出的YAG∶ Ce样品进行了表征,在此基础上研究了H3BO3和Na2B4O7助熔剂浓度对YAG∶ Ce的晶相、微观形貌及光学性能的影响.结果表明,随着H3BO3的增加,发光强度先增大后降低,并且当H3BO3用量为1.5wt;时,发光强度达到最大,同时颗粒分散性最好;然而当增加Na2B4O7用量时,发光强度先增强再降低,晶体发育程度及颗粒分散性先改善再恶化,当用量为6.0wt;时,发光强度最大,颗粒分散性最优.此外,含硼助熔剂由于B离子的引入,有效地提高了YAG晶体对发光中心Ce离子的容纳量.H3BO3和Na2B4O7使Ce离子猝灭浓度分别提高到了0.15和0.10.

KDP晶体缺陷对线锯切割应力分布的影响

焦扬;葛培琪;高玉飞;毕文波

2013, 42(11): 2241-2245.

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KDP晶体生长缺陷是导致其锯切开裂的重要原因.本文采用有限元法建立了含缺陷的KDP晶体线锯切割数值计算模型,仿真分析了锯切过程中缺陷附近的应力分布状态,研究了缺陷尺寸及分布位置对应力分布的影响.结果表明,晶体缺陷引起局部应力集中,锯切过程中应力集中系数保持稳定,但当锯口通过缺陷时,应力集中系数激增.锯口处也存在应力集中,当锯口靠近缺陷时,两种应力集中的耦合效应增强,缺陷处最大拉应力增大;锯切至缺陷处时,耦合效应最强,最大拉应力增大到最大值.缺陷距离切除层越近,锯切过程中缺陷处最大拉应力的变化越剧烈;锯切末段切除层中的缺陷处具有更大的最大拉应力.

放电功率对VHF-PECVD微晶硅薄膜生长过程的影响

杨仕娥;崔宗超;郭巧能;陈永生;李艳阳;卢景霄

2013, 42(11): 2246-2251.

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采用基于有限元的数值模拟方法,研究了VHF-PECVD法制备微晶硅薄膜的等离子体放电和气相反应过程,模拟了放电功率对等离子体特性及气相化学的影响,并与光发射谱(OES)在线监测结果进行了比较.模拟结果表明:当放电功率从30 W增大至70W时,等离子体中心区域的电子温度t基本保持不变,电子浓度ne和等离子体电势Φ线性增大;气相中H和SiH3等基元浓度逐渐增大,二者的浓度比nH/nSiH3亦随功率单调增大,模拟结果与OES测量结果吻合的很好.最后,根据数值模拟结果,对实验上不同放电功率下微晶硅薄膜的生长特性进行了解释.

ITO薄膜可见光区增透性能研究

李仁莹;王明;董国波;高方圆;唐芳;王玫;刁训刚

2013, 42(11): 2252-2257.

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采用MPS单极性脉冲磁控溅射法,在PMMA衬底上制备SiO2增透薄膜,通过改变溅射时间达到最优的增透效果.在此基础上,制备了不同溅射时间的ITO薄膜,系统研究了增透前后的可见光透过率、方块电阻和红外发射率的变化.实验结果表明,增透后薄膜可见光平均透光率提高大约6;,对于溅射时间小于60 min的ITO薄膜增透之后的平均透光率达到80;以上,同时薄膜的方块电阻以及红外发射率变化较小.

固结磨料研磨蓝宝石衬底的工艺研究

李鹏鹏;李军;王建彬;夏磊;朱永伟;左敦稳

2013, 42(11): 2258-2264.

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为获得高材料去除率和优表面质量的蓝宝石衬底,采用固结磨料研磨蓝宝石衬底提高加工效率,研究研磨压强、工作台转速、三乙醇胺(TEA)浓度和研磨垫类型四个因素对材料去除率和表面粗糙度的影响,并综合优化获得高材料去除率和优表面质量的工艺参数.结果表明:有图案的研磨垫、研磨压强为100 kPa、工作台转速为120 r/min、三乙醇胺的浓度为5;为最优研磨工艺参数组合,固结磨料研磨蓝宝石的材料去除率为31.1 μm/min,表面粗糙度为0.309 μm.

光学浮区法制备BiFe1-xCoxO3及其性质研究

邸大伟;王越;马云峰;韩文辉

2013, 42(11): 2265-2269.

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采用光学浮区法生长了BiFe1-xCoxO3(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11)晶体.研究了生长温度、旋转速度、生长速度、有无气体冷却等工艺条件对熔区稳定和样品品质的影响.通过生长参数的优化,获得了尺寸为φ(8～12) mm×(60～120)mm的晶体.测试的磁滞回线表明,随着Co掺杂比例的提高,室温下反铁磁性能逐渐增强,当x=0.11时,饱和磁化强度达到了5.5 emu/g;介电温谱显示,5; Co掺杂样品的尼尔温度达到320℃的最低值,介电常数因Co替代Fe的比例增加而发生变化.

热处理和掺铝量对溶胶-凝胶法制备AZO薄膜光电性能的影响

张丽丽;周炳卿;张林睿;李海泉

2013, 42(11): 2270-2274.

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以(CH3COO)2Zn·2H2O和AlCl3·6H2O为前驱物,以普通玻璃为基底利用溶胶-凝胶旋转涂膜法制备AZO薄膜.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等对AZO薄膜的物相组分、表面形貌、透射率和方块电阻进行测量与表征,并研究了热处理温度和掺铝量对AZO薄膜的结构和光电性能的影响.结果表明:AZO薄膜的结构和光电性能与不同的热处理温度和掺铝量有关,实验得到了最佳的工艺条件为热处理温度为500℃,热处理时间为60 min,掺Al溶度为1mol;,镀膜层数为8层.

升华法生长氮化铝晶体的热场分析

武红磊;郑瑞生;李萌萌;闫征;郑伟;徐百胜

2013, 42(11): 2275-2279.

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本文使用有限元法模拟氮化铝晶体生长系统的温度场,分析了坩埚的位置、感应线圈的匝间距以及原料与晶体之间的距离对温度场分布的影响.结果表明:坩埚位置主要影响系统中最高温度的位置及温度梯度的大小原料与结晶体之间的距离仅对温度梯度有影响;感应线圈的匝间距则影响加热效率的高低.通过合理优化以上三个条件,可以获得适宜于高品质氮化铝晶体快速制备的理想热场.

H2流量对直流磁控溅射制备a-Si∶H薄膜微观结构及光学性能的影响

乔泳彭;蒋百灵;鲁媛媛;牛毅;张岩

2013, 42(11): 2280-2287.

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采用直流磁控溅射法在不同H2流量的条件下制备了a-Si∶H薄膜,研究了H2流量对薄膜微观结构以及光学性能的影响.结果表明:随H2流量的增加,a-Si∶H薄膜的沉积速率有所下降,但其原子排列的有序度上升,并出现了细小的纳米晶粒,使得薄膜的无序结构得到了一定改善.同时,薄膜的光学性能也表现出明显变化,其中透过率持续上升,而光学带隙则呈现出先增大后减小的趋势.最终得到制备a-Si∶H薄膜的最优H2流量为15 sccm.

PVP辅助水热合成GdF3∶ Eu3+纳米晶及发光性质研究

张星傲;李艳红;葛春华;臧国凤

2013, 42(11): 2288-2292.

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以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用水热法制备了GdF3∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱对样品进行了表征.XRD研究结果表明:制备的样品为正交结构的GdF3纳米晶.PVP的使用有利于减小晶粒尺寸和提高颗粒的均匀性.发射光谱研究结果表明:位于594 nm处的主发射峰来自于Eu3+的5 D0→7F1磁偶极跃迁.5D0→7F1与5 D0→7 F2跃迁发射强度比值表明:以PVP为表面活性剂制备的样品中Eu3+的局域对称性相对下降.激发光谱研究结果表明:Gd3+与Eu3+之间有较好的能量传递.纳米晶表面的PVP可能与稀土离子之间形成配位键.

细胞色素c在硼掺杂金刚石电极上的电化学特性研究

张瑜;朱宁;陈凯玉

2013, 42(11): 2293-2297.

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采用直流电弧等离子体喷射设备制备掺硼金刚石(BDD)电极.并用扫描电镜及拉曼光谱分析了薄膜的表面形貌及薄膜品质,测试结果表明,掺硼金刚石薄膜表面结构排列紧密.使用BDD电极研究细胞色素c的直接电化学特性,结果表明在磷酸盐缓冲液中细胞色素c(Cytc)在BDD电极上呈现一对峰形较好的氧化还原峰,峰电流与扫速的平方根呈线性关系,且与细胞色素c浓度在5～50μmol·L-范围内近似呈线性关系.

Cu2ZnSnS4纳米晶的溶剂热法制备和表征

颜志强;魏爱香;招瑜;刘俊

2013, 42(11): 2298-2303.

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利用溶剂热制备了Cu2ZnSnS4 (CZTS)球形纳米晶.采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱(EDS)和紫外-可见分光光度计对产物的物相结构、形貌、化学组分及光学性能进行表征.结果表明:所制备的CZTS球形纳米晶具有锌黄锡矿结构,球形颗粒的直径为190～300 nm,每个球形颗粒是由很多平均尺寸大约24 nm的纳米晶构成.纳米晶具有锌黄锡矿结构,其禁带宽度约为1.55 eV.同时研究了反应前驱溶液中不同量的硫脲和氯化锌对所制备的CZTS纳米颗粒的结构、原子组分比和形貌的影响规律,并对其形成机理进行了初步探讨.

真空退火温度对射频磁控溅射制备非晶In-Ga-Zn-O薄膜性能影响的研究

闫小兵;张二鹏;贾长江;史守山;娄建忠;刘保亭

2013, 42(11): 2304-2308.

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采用射频磁控溅射技术在室温下玻璃衬底上制备了铟镓锌氧(In-Ga-Zn-O)透明导电薄膜,并对该薄膜进行了真空退火.研究了不同退火温度对In-Ga-Zn-O薄膜结构、电学和光学性能的影响.X射线衍射(XRD)表明,在300℃至500℃退火温度范围内,In-Ga-Zn-O薄膜为非晶结构.随着退火温度的增加,薄膜的电阻率先减小后增大.透射光谱显示退火后In-Ga-Zn-O薄膜在500～ 800 nm可见光区平均透过率超过80;,且在350 nm附近表现出较强的紫外吸收特性.经过退火的薄膜光学禁带宽度随着退火温度的增加先增大后减小,350 ℃最大达到3.91 eV.

低温固相法制备YMnO3纳米晶粉体

杨承燕;王玺堂;马妍;王周福;刘浩;秦梦黎

2013, 42(11): 2309-2314.

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以金属无机盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用低温固相法制备前驱体,再经煅烧获得高纯度YMnO3纳米粉体.利用FTIR和TG/DSC对前驱体的组成及热分解过程进行分析,用XRD、FESEM、TEM测试手段分析了YMnO3的相组成和粒子形貌,并研究了该纳米粉体的磁学性能.结果表明:经800℃煅烧可获得高纯YMnO3纳米晶粉体,颗粒近似球形且尺寸分布均匀,约为20 ～30 nm,其反铁磁转变温度为45K.经1500℃烧结3h后可获得致密的YMnO3陶瓷.

染料敏化太阳能电池中SrCO3包覆TiO2电极的界面特性研究

许贤祺;李艳;王洪涛;于建勇;庄全超

2013, 42(11): 2315-2321.

摘要 ( 11 )

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用水热法制备TiO2纳米材料,并对TiO2表面进行修饰.通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对材料表面结构和成分进行分析.结果表明TiO2薄膜表面包覆了一层粒径较大的SrCO3颗粒,整个电极表面呈现均匀的多孔结构.使用电化学工作站对电池进行光电性能分析和EIS测试,由Ⅰ-Ⅴ曲线的结果可得,修饰后的电极性能更优越,短路电流提高了39.9;,光电转化效率提高了38.3;.由电化学阻抗谱(EIS)测试结果可以看出,修饰后TiO2/dye/电解质的界面阻抗大于修饰前,说明包覆层在一定程度上起到了阻碍电荷复合的作用,从而减小了暗电流.

高岭土/纳米TiO2复合光催化材料制备及性能研究

姜三营;许红亮;李勇辉;张彬;陈德良;靳晓增

2013, 42(11): 2322-2327.

摘要 ( 7 )

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以高岭土为载体、钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出高岭土/纳米TiO2复合光催化材料.采用XRD、SEM、EDS等方法对其物相组成和显微结构进行了表征,以亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物对其光催化性能进行了研究.结果表明:高岭石的粒径明显减小,且晶片表面负载了大量10～30nm的锐钛矿相TiO2晶粒.复合光催化材料对MB分子的去除率随光催化反应时间的延长逐步提高,且受TiO2负载量、投入量、MB溶液浓度的影响;当TiO2负载量为5 mmol/g、投入量为2 g/L、MB溶液为10 mg/L时,暗反应吸附1h、光催化90 min后对MB的去除率可达89.26;,显示出较好的光催化性能和去除效果.随着循环利用次数的增加,复合粉体的光催化性能逐步提高,并具有较高的回收率.

水热处理温度对WO3微晶晶相、形貌和光催化性能的影响

刘珊珊;黄剑锋;曹丽云;李嘉胤;欧阳海波

2013, 42(11): 2328-2333.

摘要 ( 14 )

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以Na2WO4·2H2O和盐酸为原料,采用水热法合成了WO3微晶.通过X射线衍射分析(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等表征手段,研究了水热反应温度及煅烧处理对产物的晶体结构和微观形貌的影响.结果表明:水热处理温度从100℃升到160℃时,所得微晶的衍射峰强度逐渐升高,所得样品的结晶度趋于完整,其形貌由片状结构变为自组装的球状结构.光催化结果表明可知随着水热温度的升高,光催化性能先上升后下降,产物的结晶性与其比表面积大小为影响其光催化性能的主要因素.通过对比煅烧前后产物的光催化性能发现六方相WO3结构比正交相WO3·0.33H2O结构具有更好的光催化活性.

结构参数对阵列式碳纳米管吸波性能的影响

陈明东;揭晓华;张海燕

2013, 42(11): 2334-2339.

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基于传输线理论和碳纳米管的等效电路模型,建立了阵列式碳纳米管吸波涂层的传输线模型,推导出碳纳米管的结构参数与涂层反射率的关系式,并用MATLAB作出了反射率与碳纳米管结构参数间的曲线图.通过反射率与涂层厚度关系的曲线分析,得出了计算结果与文献的实验结果能较好吻合的结论;通过反射率曲线图的研究,得到了涂层厚度和碳管间距是控制吸收强度的主要参量,而碳管长度和碳管管径是控制吸收峰值位置的主要参量等结论.

基于直流磁控溅射晶种层的ZnO纳米阵列的制备及性能研究

王璟;丁雨田;张杨;陈小焱;张增明;尚兴记

2013, 42(11): 2340-2345.

摘要 ( 11 )

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采用直流反应磁控溅射法制备品种层薄膜,研究O2/Ar气体分压比和退火温度对品种层结构和微观形貌的影响.通过化学水浴沉积,在预制有晶种层的薄膜上制备ZnO纳米阵列结构,研究不同前驱体浓度和预制晶种层对纳米阵列生长的影响.结果表明,当O2/Ar中O2分压减少,薄膜均匀性较差,当Ar分压增加薄膜由于扩散而趋于平整.退火温度增加,晶粒尺寸增大,内应力降低.磁控溅射法预制的晶种层上生长的纳米棒垂直于衬底生长,(002)晶面的衍射峰强最高,说明纳米棒沿c轴择优取向.生长液的浓度对纳米棒的形貌影响显著,随着生长液浓度的升高,ZnO纳米阵列直径增大,顶端趋于平整的六棱柱结构.

不同离子掺杂的钛酸铋钠基陶瓷结构与性能表征

李晓娟;惠增哲;龙伟;方频阳

2013, 42(11): 2346-2350.

摘要 ( 6 )

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采用传统固相反应法制备了0.94(Na0.5 Bi0.) TiO3-0.06BaTiO3-3wt; Bi2 O3-xwt; Nd2O3(x=0,1.5)陶瓷.研究了Bi3+和Nd3+掺杂对0.94 (Na0.5 Bi05)TiO3-0.06BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响.结果表明,Bi2O3和Nd2O3掺杂不影响0.94(Na0.5 Bi0.5) TiO3-0.06BaTiO3的钙钛矿结构.3wt; Bi2O3添加使得铁电陶瓷0.94(Na0.5Bi05) TiO3-0.06BaTiO3转变为反铁电陶瓷.反铁电陶瓷0.94(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.06BaTiO3-3wt; Bi2O3具有更高的相转变温度Tm(～320℃).Nd2O3添加不改变0.94(Na0.5 Bi0.5) TiO3-0.06BaTiO3-3wt; Bi2O3陶瓷的反铁电态,但增强了陶瓷的介电性能和弛豫性能.

Eu,Co共掺杂对BiFeO3陶瓷的介电性能、磁性能及磁电耦合效性的影响

宋桂林;马桂娟;张卉;苏健;陈晨;常方高

2013, 42(11): 2351-2358.

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采用快速液相烧结法制备Bi1-xEuxFe1-yCoyO3(x=0、0.01、0.05、0.1;y=0、0.01、0.05、0.1)陶瓷样品,研究Eu、Co共掺杂对BiFeO3介电性能、铁磁性和磁电耦合效应的影响.利用X射线衍射仪对晶体结构进行表征,结果表明:所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO3相吻合且具有良好的晶体结构.当Co掺杂量大于0.05时,Bi1-xEuxFe1-yCoyO3发生结构相变.当f=1000 Hz时,Bi0.99 Eu0.01Fe0.99 Co0.01O3样品的介电常数是BiFeO3的12倍,而介电损耗最小.磁测量表明:室温下,除了BiFeO3和Bi1-xEuxFe0,99 Co0.01O3以外,所有样品具有较强的铁磁特性.在20kOe磁场作用下,Bi1-xEuxFe1-yCoyO3样品呈现饱和的磁滞回线,Bi0.Eu01Fe0.9Co0.1O3样品的剩余磁化强度(Mr=0.984 emu/g)是BiFeO3的328倍.在外加磁场(0～0.4 kOe)作用下,样品的磁电耦合效应(ME)随着Eu3+和Co3+掺杂量的增加而增大,Bi0.95Eu0.05 Fe0.95Co0.05O3呈现较强的磁电耦合效应,在4.5 kOe磁场的作用下,其ME值已达到4.37;.样品磁性增强的主要是Eu3+的4f电子与Fe3+或Co3+的3d电子自旋相互作用及样品中存在局域的Fe-O-Co磁耦合两者共同作用的结果.

微波水热合成钛酸钡纳米粉体

陈杰;闫峰;罗昆鹏

2013, 42(11): 2359-2363.

摘要 ( 13 )

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采用微波水热法低温合成了立方相钛酸钡纳米粉体.通过正交实验法及线性回归,研究了反应温度、反应时间及分散剂用量等因素对颗粒比表面积的影响规律及回归函数,并通过XRD、TEM、XRF等对粉体进行了表征.研究结果表明,在反应温度70℃、反应时间10 min、分散剂与钛的物质的量比为1∶20的条件下制得粒径约50～ 100nm、呈球状的分散性良好的立方相钛酸钡纳米粉体.反应温度、反应时间及分散剂用量对粒度均有不同程度的影响,其中反应温度影响最为显著.

多孔硅吸杂对单晶硅片电性能的影响

李佳艳;游小刚;谭毅;郭素霞

2013, 42(11): 2364-2368.

摘要 ( 10 )

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多孔硅吸杂是减少晶体硅中杂质和缺陷,提高太阳能电池转换效率的有效方法.本文采用电化学腐蚀方法在单晶硅片上制备多孔硅.通过观察多孔硅的形貌、孔隙率、多孔层厚度及单晶硅片的电阻率变化,研究不同的腐蚀时间对制备多孔硅的吸杂效果的影响,并分析多孔硅吸杂的机理.结果表明,在J=100 mA/cm2条件下腐蚀时间为30 min、40 min、50 min、60 min吸杂处理后,电阻率均提高,且随着腐蚀时间的增加,电阻率相应增加,与多孔硅的形貌、孔隙率和多孔层厚度的变化趋势一致.多孔硅形成伴随弹性机械应力出现,随腐蚀时间增加,应力增加,晶格常数相应增加,这都有利于缺陷和金属杂质在多孔硅层-基底界面处迁移和富集,导致单晶硅吸杂后电阻率增大.

MnO-Cr2O3-NO系红外辐射材料的制备与性能研究

蓝立财;赵韦人;邓玲玲;方夏冰;钟剑明

2013, 42(11): 2369-2374.

摘要 ( 12 )

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采用高温固相反应,在950℃下制备了以Mn1.5Cr1.5O4为基料的红外辐射材料,并通过掺杂不同含量的Ni2合成样品.利用热分析(TG-DSC)、XRD、红外光谱(IR)、拉曼光谱和红外辐射性能测试等方法测试样品的结构和红外辐射性能,研究了体系中Ni2+含量对样品红外发射率的影响.结果表明:体系中随着Ni2+含量的增加,样品的XRD、红外光谱、拉曼光谱和红外发射率都发生改变,当体系中NiO含量为30;时,样品红外发射率达到较大值,8～14 μm波段的平均发射率达0.937;3～5μm波段的发射率明显提高,从0.383提高到0.737;此时继续增加NiO含量,样品发射率变化不大.

BDD/Ti复合膜电化学特性及其在含油废水中的应用

常明;付威;陈希明;李晓伟

2013, 42(11): 2375-2379.

摘要 ( 13 )

PDF (1639KB) ( 35 )

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为了提高传统膜材料的抗污染能力,采用化学气相沉积法在多孔钛膜材料表面沉积了掺硼金刚石薄膜,制备出了新型BDD/Ti复合膜.对BDD/Ti复合膜在含油废水中的电化学特性进行了分析,并对其处理效果进行了评价.结果表明膜分离技术结合电化学清洁技术,提高了膜的抗污染能力,同时增强了分离效果,延长了膜的使用寿命.

温度和气氛对合成镁铝尖晶石纤维的影响

段红娟;祝洪喜;邓承继;员文杰

2013, 42(11): 2380-2383.

摘要 ( 12 )

PDF (1650KB) ( 32 )

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以镁砂、炭黑和刚玉为原料,在氩气和氮气气氛保护下,分别在1500℃、1600℃和1650℃合成纤维状镁铝尖晶石.用X射线衍射(XRD)分析合成产物的物相组成,用扫描电子显微镜(SEM)观察合成纤维的形貌,用扫描电镜配置的能谱仪(EDS)检测合成物微区化学成分.结果表明:1500℃适宜镁铝尖晶石纤维的生长,合成温度升高则生成尖晶石颗粒.1500℃氮气中合成的纤维直径大于氩气中合成纤维,氮气中合成镁铝尖晶石纤维的直径约为80～90 nm,氩气中合成纤维的直径约为50～60 nm,纤维横截面均为六边形.

溶剂热合成SDBS修饰氢氧化镁的热分解动力学研究

司伟;丁超;于景媛

2013, 42(11): 2384-2389.

摘要 ( 8 )

PDF (1713KB) ( 32 )

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以MgCl2·6H2O、NH3·H2O原料,分别使用液相沉淀法合成氢氧化镁粉体及以乙醇/水为溶剂,使用溶剂热法合成十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰的氢氧化镁粉体,利用不同升温速率的热重及差热分析研究两种方法制备氢氧化镁的热分解动力学.研究表明,两种氢氧化镁在560 ～ 700 K均有一个明显的吸热峰,利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了两种氢氧化镁的表观活化能,用Kissinger法确定反应级数和频率因子,并给出了氢氧化镁热分解的动力学方程.使用液相沉淀法合成的氢氧化镁的平均表观活化能为157.18kJ· mol-1,而溶剂热合成SDBS修饰氢氧化镁的平均表观活化能高达175.66kJ· mol-1.

地聚物凝胶转换法制备大尺寸方沸石晶体

张锦;贺艳;王艺频;葛圆圆;崔学民

2013, 42(11): 2390-2395.

摘要 ( 10 )

PDF (1276KB) ( 33 )

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本研究采用溶胶-凝胶法合成了成分可控、高纯和高活性的Al2 O3-SiO2粉体.以工业级水玻璃为碱激发剂,将二者按照方沸石理论配比(Na∶ Al∶ Si=1∶1∶2)混合后制备得到Na2 O-Al2O3-4SiO2-8H2O地质聚合物凝胶体;将地质聚合物凝胶体在70℃烘箱中养护一定时间后脱模;研究采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和BET等对产物进行了表征,无模板剂的条件下利用240℃水热反应制备了50～ 1200μm不同粒径的方沸石晶体,并初步探讨了大尺寸方沸石晶体的形成机理.

超薄全局应变硅薄膜的应变弛豫研究

刘旭焱;崔明月;海涛;王爱华;蒋华龙

2013, 42(11): 2396-2400.

摘要 ( 16 )

PDF (1642KB) ( 34 )

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采用Ge浓缩法制备了高质量超薄绝缘体上锗硅(SiGe-on-insulator,SGOI)材料,然后在SGOI上通过超高真空化学气象沉积(UHVCVD)法外延了厚度为15 nm的超薄全局应变硅单晶薄膜,使用电子束光刻和反应离子刻蚀在样品上制备了一组纳米级尺寸不等的应变硅线条和应变硅岛,并利用TEM、SEM、Raman等分析手段表征样品.实验结果表明,本文制备的应变硅由于其直接衬底超薄SiGe层的低缺陷密度和应力牵制作用,纳米图形化的应变Si弛豫度远小于文献报道的无Ge应变硅或者具有Ge组分渐变层SiGe衬底的应变Si材料.

大尺寸电磁加热的氮化物MOCVD反应室温度场的仿真与优化

李志明;江海鹰;李金屏;甘小冰;胡仕刚

2013, 42(11): 2401-2405.

摘要 ( 8 )

PDF (1205KB) ( 34 )

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本文通过对电磁加热八英寸晶片的立式氮化物MOCVD反应室建立数学模型,利用有限元法,对传统的加热结构进行了优化.为提高晶片温度分布的均匀性,本文提出了矩形槽和圆环段形槽两种不同槽结构的基座,通过对这两种槽结构基座的优化分析发现,与传统用的基座相比,这两种槽结构的基座改变了传统基座中的传热方式和不同方向的传热速率,从而提高了晶片温度分布的均匀性,这有利于提高薄膜生长的质量.

基于一维光子晶体的Tamm态耦合实现可调双频滤波器

陈林坤;方云团;朱娜;周骏

2013, 42(11): 2406-2411.

摘要 ( 14 )

PDF (2167KB) ( 29 )

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设计一个金属层-DBR-金属层的结构,研究两个相同光学Tamm态的耦合形成的耦合模式的特性.通过传输矩阵法,得出电磁波入射的透射谱.透射谱上有一对间距很小的孪生耦合透射峰.基于这对耦合模式可以实现可调双频窄带滤波器,其通带的位置和间距可以通过改变中间层的一维光子晶体的层数或者改变入射波的入射角度来调节.

多孔羟基磷灰石中空微球制备及缓释性能

杨辉;李欢

2013, 42(11): 2412-2417.

摘要 ( 15 )

PDF (1294KB) ( 30 )

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以简单易得的多孔碳酸钙中空微球为模板,制备了一种高纯度、尺寸均匀的多孔羟基磷灰石(HAP)中空微球.研究了反应温度与搅拌转速对样品物相及形貌的影响,同时以布洛芬(IBU)为模型药物研究药物的缓释性能.结果表明,当反应温度为60℃、搅拌转速为400 r/min时,制备的HAP中空微球纯度高、结晶性能良好、粒度均匀且表面有许多孔隙结构;试验证明该微球是一种良好的药物载体材料,对布洛芬的载药率为47.4 mg/g,可以持续释放96 h以上.

Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2叠层陶瓷拉拔模具坯体的叠层结构优化分析

宋培龙;杨学锋;王守仁;杨丽颖;王砚军;马涛

2013, 42(11): 2418-2424.

摘要 ( 8 )

PDF (1771KB) ( 33 )

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采用真空热压烧结的方式制备出Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2叠层陶瓷拉拔模具坯体.通过显微压痕强度实验,研究Al2O3-TiC层和Al2 O3-TiC-CaF2层的叠层厚度和层厚比对陶瓷材料硬度和断裂韧性的影响,并且用有限元方法对叠层陶瓷材料烧结过程中的残余应力进行分析.结果表明:Al2O3-TiC/Al2O3-TiC-CaF2叠层陶瓷拉拔模具坯体具有良好的层间界面,晶粒结合紧密;在模具坯体叠层部分总高度不变的情况下,当叠层数目为5,层厚比(Al2O3-TiC层:Al2O3-TiC-CaF2层)为1∶1时,叠层陶瓷拉拔模具坯体的硬度值和断裂韧性值达到最大,分别为18.2 ±0.3 GPa和5.7 ±0.2 MPa·m1/2;在烧结冷却过程中,由于不同材料层的热膨胀系数和弹性模量而引起的残余应力是该叠层陶瓷拉拔模具坯体具有良好机械性能的原因.

MgH2脱氢动力学的表面缺陷效应研究

张健;华熳煜;龙春光;周惦武

2013, 42(11): 2425-2431.

摘要 ( 7 )

PDF (2705KB) ( 33 )

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采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了完整、含Mg原子空位及Pd原子掺杂三种MgH2(110)表面的氢脱附行为及其动力学,并从电子结构角度给出了表面空位/掺杂两类缺陷对其脱氢动力学的影响机制.结果显示:MgH2(110)表面六重配位的Mg原子位置是形成Mg空位或Pd掺杂的优先位置;相对于完整表面而言,Mg空位或Pd掺杂均极大地降低了MgH2(110)表面的氢脱附能垒,在一定程度上解释了MgH2纳米结构调制与催化掺杂可明显改善体系脱氢动力学的实验现象;电子结构分析发现,表面空位/掺杂缺陷的存在致使MgH2表面在费米能级附近能隙变窄、低能级区成键电子数减少,进而导致近表面的原子层稳定性降低,从而使得表面Mg-H间相互作用减弱.

Fe对InP材料电子结构及光学性质的调控机理研究

周祎;张昌文;王培吉

2013, 42(11): 2432-2438.

摘要 ( 42 )

PDF (2687KB) ( 41 )

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采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波(FLAPW)方法,研究了3d族过渡金属元素Fe对Ⅲ-Ⅴ族半导体InP的电子结构和光学性质的调控机理,并对其能带结构和电荷密度分布进行了分析.结果表明,InP为直接带隙半导体,其价带主要由P-3s和3p态构成,而导带则由In-5s电子态构成.当Fe元素替代In原子后,由于Fe和P原子的轨道杂化作用,InP带隙中出现杂质态,Fe-3d态产生自旋极化效应.随着Fe的掺杂浓度增大,Fe-P原子之间轨道杂化作用明显增加,费米能级逐渐进入价带,这导致了材料的电子跃迁几率提高,光学吸收边明显增强,跃迁峰发生红移.

以稻壳灰为硅源制备超疏水性白炭黑

张迎迎;许珂敬;董抒华;周立娟

2013, 42(11): 2439-2443.

摘要 ( 8 )

PDF (1229KB) ( 31 )

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以稻壳为原料,采用自蔓延燃烧法制备高活性的稻壳灰.以稻壳灰为原料,采用碱溶煮-酸反应法制备较高纯度的白炭黑.以六甲基二硅氮烷(HMS)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备超疏水性的白炭黑及其膜.主要研究酸反应过程中的pH值和反应时间对白炭黑中SiO2含量的影响,以及六甲基二硅氮烷改性剂对白炭黑(SiO2)膜疏水性能的影响,通过XRD、SEM、IR和润湿接触角进行性能表征.研究结果表明,将稻壳灰在NaOH溶液中加热到90℃后溶煮2h,再用硫酸调节溶液的pH值为3,反应时间控制在2h时,白炭黑SiO2的含量可达98.48;.当六甲基二硅氮烷用.量为0.15(与硅钠溶液的质量之比)时,可以获得接触角为166.3.的SiO2的SiO2超疏水膜.而改性剂对SiO2表面改性作用是一种接枝反应,将疏水性基团接枝替代SiO2表面的羟基,而使SiO2表面疏水.

配合物[Cu(pht)2(fa)2](H2O)2的合成、晶体结构及性质研究

胡喜兰;施鹏飞;姜琴;王大奇

2013, 42(11): 2444-2448.

摘要 ( 25 )

PDF (714KB) ( 41 )

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用醋酸铜、苯妥英(即5,5-二苯基-2,2咪唑烷酮,简称Hpht)与糠胺(2-furfurylamine,简称fa)反应,得到一种新的配合物[Cu(pht)2 (fa)2] (H2O)2,通过红外光谱、元素分析以及Ⅹ-射线单晶衍射的方法,对配合物的结构进行了表征.该晶体属三斜晶系,Pt空间群,晶胞参数:a =0.9878(2) nm,b=1.0068(2) nm,c=1.0640(3) nm,α=78.664(3)°,β=75.490(2)°,γ=72.050(3)°,Z=1,Dc=1.368 mg·m-3,R1=0.0986,ωR2 =0.2191.每个标题配合物分子中Cu(Ⅱ)离子与2个Hphi配体、2个fa配体的4个氮原子形成四方形构型,同时利用琼脂扩散法测试了配合物、苯妥英和铜盐对大肠杆菌(Escherichia Coli),金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus),枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis)的抑菌活性,结果表明,它们对3种致病细菌均有一定的抑制作用.

一种环状双核钠配合物[Na(H2O)(μ2-Ans)(Phen)]2的合成、晶体结构及其表征

陈延民;解庆范

2013, 42(11): 2449-2454.

摘要 ( 13 )

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在热乙醇水溶液中,5-氨基萘磺酸(HAns)、邻菲啰啉(phen)和NaOH经回流反应合成了一种新的钠配合物[Na(H2O) (μ2-Ans)(Phen)]2(1),通过元素分析、红外光谱、紫外光谱和热重分析等进行了表征并采用X射线单晶衍射测定了配合物的分子结构.该配合物属单斜晶系,空间群P21/n,a=0.70346(13) nm,b=1.0959(2) nm,c=2.5854(5) nm,β=94.934(4)°,V=1.9858(6)nm3,R=0.0493,ωR=0.1755.结构分析表明,配合物由于磺基μ2模式的桥联配位作用而呈现分立的环状双核结构,并通过芳环堆积作用和分子间氢键扩展为三维超分子体系.此外测试了该配合物的荧光性质.

2-呋喃甲醛缩水杨酰腙锰配合物的晶体结构与荧光性质

郑长征;宋斌;徐守卫;任立娣

2013, 42(11): 2455-2460.

摘要 ( 8 )

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利用2-呋喃甲醛与水杨酰肼缩合成一种含有呋喃环的新型芳酰腙2-呋喃甲醛缩水杨酰腙L,将L与MnCl2·4H2O在乙醇-丙酮体系中反应得配合物MnL2Cl2,对配合物进行Ⅹ-射线单晶衍射、Ⅹ-射线粉末衍射、元素分析、核磁共振、红外光谱、紫外光谱、热重分析、荧光光谱表征.结构分析表明配合物MnL2Cl2呈现扭曲八面体构型,属于单斜晶系,空间群P2/c,晶胞参数a=0.8225(8) nm,b=1.9079(17) nm,c=1.8638 (14) nm,β=115.40(3)°,V=2.642(4) nm3,Z=4.配合物分子通过分子间氢键和苯环面对面π…π作用力形成二维链状结构,继而在层与层之间通过边对面π…π作用力构成三维层状超分子结构.热重分析表明,该配合物有较高的热稳定性;荧光光谱显示配体形成配合物后荧光性明显增强.

2-甲基4-(4-(吡啶-3-乙炔基)苯基)-3-丁炔-2-醇的合成及晶体结构

刘巧茹;张晓丽;程国平;杨凤岭

2013, 42(11): 2461-2466.

摘要 ( 4 )

PDF (798KB) ( 31 )

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由1,4-二碘代苯出发,经过两步Sonogashira偶联反应合成了标题配合物2-甲基4.(4-(吡啶-3-乙炔基)苯基)-3-丁炔-2-醇.通过1H NMR、13C NMR核磁共振、Ⅹ-射线单晶衍射等手段对化合物的结构进行了表征.结果表明,该化合物晶体属于单斜晶系,空间群为P21/c.晶体学参数:a=3.3321 (4) nm,b=1.00539(11) nm,c=0.89158(10) nm,α =90.00°,β=92.442(2)°,y=90.00°,V=2984.2(6) nm3,Z =4.

1,3-间苯咪唑及间苯二甲酸根一维镍(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及性质

张春丽;覃玲

2013, 42(11): 2467-2470.

摘要 ( 7 )

PDF (1141KB) ( 32 )

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以间苯咪唑(1,3-bib)和间苯二甲酸(H2MPA)为配体,采用水热法合成了1个一维镍(Ⅱ)配位聚合物[Ni(1,3-bib) (MPA)·2H2O]n(1).并对该配位聚合物进行了元素分析、红外光谱、固体紫外、热重(TGA)和Ⅹ-射线粉末衍射(PXRD)等表征,并用Ⅹ-射线单晶衍射法测定了它的单晶结构.该配位聚合物属于正交晶系,Pnma空间群,为一维结构.室温下固体紫外测试结果显示,配位聚合物具有强的紫外吸收.

TiB2增强SiC基复合材料的研究进展

胡继林;胡传跃;刘鑫;郭文明

2013, 42(11): 2471-2475.

摘要 ( 8 )

PDF (375KB) ( 22 )

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SiC陶瓷由于具有高温强度高、抗氧化性能好、热导率高、化学稳定性好等优异的综合性能,已成为极有吸引力的磨损和高温结构材料,但较低的室温强度和断裂韧性以及对缺陷的高度敏感性限制了其应用范围.在SiC基体中添加过渡金属硼化物或碳化物是解决这些问题的有效方法之一.本文综述了国内外在TiB2增强SiC基复合材料方面的研究进展,并展望了该体系复合材料今后研究的重点方向.

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