人工晶体学报

《人工晶体学报》征稿简则

2015, 44(2): 1.

摘要 ( 2 )

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金刚石微粉对SiC机械抛光的影响研究

梁庆瑞;宗艳民;王希杰;陈秀芳;徐现刚;胡小波

2015, 44(2): 295-300.

摘要 ( 31 )

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研究了金刚石微粉对碳化硅晶片表面机械抛光质量及去除率的影响.选取粒径均为W0.5～1μm、粒径分布和形貌不同的3种金刚石微粉,配置3种SiC单晶片机械抛光液.通过纳米粒度仪和扫描电镜分别测试了金刚石微粉的粒度分布和微观形貌.使用原子力显微镜测试了SiC晶片机械抛光后表面粗糙度.金刚石微粉的微观形貌越圆滑,粒径分布越集中,抛光后晶片的表面质量越好.金刚石微粉中单个颗粒的表面棱角有利于提高材料去除率.

顶部籽晶法生长Li掺杂非线性光学晶体SrB4O7

焦志伟;李京洋;沈光球

2015, 44(2): 301-305.

摘要 ( 11 )

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通过顶部籽晶法获得了大块Li掺杂的SrB4O7(Li∶ SBO)单晶,晶体尺寸为80 mm×11 mm×40 mm.元素分析和X射线衍射结果证明锂离子成功掺入SBO晶格中,并使掺入后的SBO晶胞有所增大.深紫外和紫外透过光谱显示Li掺杂后的SBO晶体紫外截止边相对于SBO的120 nm红移到了140 nm左右,倍频结果显示Li∶ SBO晶体可实现较强的1064 nm的倍频光输出.晶体的缺陷研究结果显示,Li∶ SBO晶体生长时容易在c轴方向上形成线状包裹体,腐蚀后的晶体表面发现了两种不同形貌的位错蚀坑,对应于晶体内部不同的位错形态.

AgGa0.2In0.8Se2晶体小温度梯度生长与性质表征

袁泽锐;唐明静;张羽;窦云巍;方攀;尹文龙;康彬

2015, 44(2): 306-310.

摘要 ( 2 )

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利用单温区机械振荡法合成出高纯单相AgGa0.2In0.8Se2多晶,单次合成量超过400 g;DSC测试结果显示其熔点为782℃,结晶温度为771℃.利用坩埚下降法在小温度梯度(2℃/cm)下生长出尺寸为φ25 mm× 75 mm高品质无开裂AgGa0.2In0.8Se2单晶.解离面(112)面摇摆曲线半峰宽为0.056°.厚度为3 mm双面抛光的(112)面晶片在1.5～18 μm波段透过率为65.0; ～ 67.5;,表明所生长AgGa0.2In0.8Se2晶体具有较低的吸收系数,为0.01 ～0.1之间.

“类金字塔”状ZnO改善硅异质结电池近红外波段外量子效率

王宁;王奉友;张晓丹;王利果;郝秋艳;刘彩池;赵颖

2015, 44(2): 311-315.

摘要 ( 5 )

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因晶体硅是间接带隙半导体材料,其较低的吸收系数限制了对近红外波段入射光的吸收.为此,引入金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术制备的ZnO薄膜,并通过改变掺杂流量和沉积时间调节ZnO∶ B(BZO)薄膜的光学和电学性能.将BZO薄膜用于硅异质结(SHJ)太阳电池的背反射电极,相比于传统结构,电池的反射率和外部量子效率在近红外波段得到显著改善.为进一步解释外量子效率增加的原因,在四甲基氢氧化铵(TMAH)湿法制绒的硅衬底上沉积BZO薄膜,得到了新型微纳米嵌套结构,并对其光吸收进行了测试分析.

种晶表面粗糙度及边部形态对MPCVD法生长单晶金刚石的影响

廖佳;陈美华;吴改;刘剑红;孟国强

2015, 44(2): 316-322.

摘要 ( 34 )

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针对种晶的表面粗糙度和边部形态对MPCVD法生长金刚石单晶的影响进行了研究.结果表明,当样品表面粗糙度Ra值达到0.0066 μm时,单晶金刚石沉积层已经可以呈现出较高的结晶质量.当表面粗糙度Ra值达到0.0162μm后,种晶的中心区域受到的影响较小,但种晶边缘区域的沉积却受到了较明显的影响.研究边部形态的实验中,在同一种晶的不同区域抛磨出45°边棱和90°边棱,生长后分别对这两个区域进行了拉曼光谱测试,测试结果表明,90°边棱处1332 cm-1金刚石本征峰的半高宽较小,沉积层质量较好,初步推测90°是更适合的种晶边棱角度.

<001>-取向(1-x) PbMg1/3Nb2/3O3-xPbTiO3单晶电卡效应的组分依赖性

徐超祥;罗来慧

2015, 44(2): 323-328.

摘要 ( 4 )

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以<001>取向的PMN-0.14PT,PMN-0.17PT,PMN-0.28PT为代表,研究了PT含量对PMN-xPT单晶电卡效应的影响.通过测试单晶的变温电滞回线,计算了PMN-0.14PT,PMN-0.17PT,PMN-0.28PT的电卡效应.计算结果显示PMN-0.14PT,PMN-0.17PT,PMN-0.28PT单晶的电卡效应最大值随着PT含量的增加而增加,在较小的4 kV/mm电场情况下,分别达到1K,1.17K,1.96 K.此外,电卡效应峰发生在居里温度介电峰附近,随着PT含量的增加,电卡效应峰越来越尖锐并移向高温方向.

热屏位置影响直拉单晶硅熔体和固液界面的模拟

关小军;张向宇;潘忠奔;王进;曾庆凯

2015, 44(2): 329-336.

摘要 ( 14 )

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为了研究热屏位置对于直拉单晶硅的熔体和固液界面的影响,采用CGSim有限元软件对φ200 mm直拉单晶硅生长过程进行了模拟,结果表明,随着热屏底端位置上升(或径向内移),熔体自由表面及其邻近区域的温度下降;随着热屏底端位置径向内移,位于两个大涡胞之间的较小涡胞强度增大且移向熔体液面深处;热屏位置上升或径向外移均会使固液界面上凸程度增大,这主要归因于晶体热场的相应变化.

Ar对微波等离子体CVD单晶金刚石生长的影响

林晓棋;满卫东;吕继磊;张玮;江南

2015, 44(2): 337-341.

摘要 ( 57 )

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采用自主研发的5 kW不锈钢谐振腔式MPCVD设备,在Ar/H2/CH4气氛下,保持总气压与CH4气流量不变,研究了不同Ar/H2比例对单晶金刚石生长速度和晶体质量的影响.通过拉曼光谱与高分辨率XRD摇摆曲线,从生长速度与生长质量两点对所得样品进行分析.结果表明,适量Ar的存在能够显著提高单晶金刚石的生长速度,并且不损害金刚石的晶体质量.当Ar/H2=30;时,生长速度最高,为35 μm/h.随着Ar/H2比例的进一步增加,单晶金刚石的结晶质量会有所下降,Ar/H2比例过高则会严重破坏单晶金刚石的生长.

转晶法KDP单晶生长晶面溶质浓度场模拟

周川;李明伟;尹华伟;宋洁;胡志涛;王邦国

2015, 44(2): 342-347.

摘要 ( 3 )

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针对转晶法生长KDP单晶过程,进行了流动与物质输运数值模拟,以获得生长过程中晶面溶质浓度(过饱和度)的变化规律.文中展示了晶体表面浓度分布随时间的变化过程;分析了不同转速和晶体尺寸,对晶面时均浓度场的影响.结果表明,转速越快,晶体表面过饱和度越高;晶体尺寸对其表面过饱和度的大小和分布也有较大影响.此外,由于空间上不对称,Z向和Y向晶面过饱和度分布有较大差异.在晶体处于静止或低转速,自然对流可能会对晶体表面的过饱和度分布产生影响.

直拉单晶硅片“黑心”现象性质分析

陈文浩;凌继贝;周浪

2015, 44(2): 348-353.

摘要 ( 19 )

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对一种黑心片样品进行了分析.在确认黑心区为低少子寿命区的基础上,发现其电阻率明显偏高;发现黑心区经Secco刻蚀后,表面密布重叠圆形蚀坑,但与普通位错蚀坑有明显特征性区别;从其密度、形状与出现条件来看,它与电子半导体业中普遍报告的氧化堆垛层错(OSF)也不一致;进一步发现黑心区经Sirtle刻蚀后,表面呈现典型的大小明显不同的两种漩涡缺陷蚀坑,其密度明显低于上述Secco蚀坑.根据所得结果推测:黑心区主要密布一种性质上与普通位错相近,而所造成晶格畸变特征与范围不同于普通位错的晶格缺陷,它不属于已知的OSF微缺陷,而可能是一种由结晶生长过程中过饱和氧沉淀诱发形成的位错环;此外,黑心区还含有少量漩涡缺陷.

水热法制备Y2O2S∶Dy3+,Mg2+,Ti4+白色长余辉微纳米材料及发光性能

马建琴;黄平;崔彩娥;王磊;田跃

2015, 44(2): 354-360.

摘要 ( 5 )

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采用水热法制备了白色长余辉微纳米发光材料Y2 O2S∶xDy3+,Mg2,Ti4+(x =0.5;,1.0;,1.5;,2.0;,2.5;),利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射光谱、色度坐标、余辉曲线和热释光谱对样品进行表征.结果表明:煅烧后,样品的形貌为颗粒状,其粒径在150～ 250 nm之间;在359 nm的紫外光激发下,样品在488 nm和579 nm处有两个很强的发射峰,它们分别对应于Dy3+的蓝色跃迁(4R/2→6H15/2)和黄色跃迁(4R/2→6H13/2),适当比例的黄光和蓝光混合可以产生白光;当Dy3浓度为2.O;(摩尔分数)时,样品的余辉性能最佳,用254 nm的低压汞灯照射10 min后,余辉时间可达到3600 s(≥1 mcd/m2)以上,与同样温度下高温固相法或溶胶凝胶法所制备样品的相比,其余辉性能得到了很大改善.

Ar气流量对磁控溅射制备微晶硅薄膜微观结构及光/电学性能的影响

乔泳彭;蒋百灵

2015, 44(2): 361-367.

摘要 ( 11 )

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采用射频磁控溅射法在不同Ar气流量条件下制备了多组微晶硅薄膜,研究了Ar气流量对薄膜微观结构及光/电学性能的影响.结果表明:当Ar气流量的较小时,微晶硅薄膜的沉积速率较高,薄膜的晶化率、晶粒尺寸以及粗糙度处于较好的生长态势.同时,薄膜的光学性能发生明显变化,对于长波长范围内薄膜的光学透过率随Ar气流量的增大逐渐下降.薄膜的电学性能表现为随Ar气流量的增大,少子寿命呈现出先增大后大幅降低的变化趋势.

铌酸锂衬底上磁控溅射ITO薄膜及其光电性质研究

柯笑晗;陈云琳;朱亚彬;范天伟

2015, 44(2): 368-373.

摘要 ( 9 )

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在铌酸锂(LN)晶体衬底上磁控溅射铟锡氧化物(ITO)薄膜,研究了射频磁控溅射制备ITO/LN薄膜的最佳工艺.采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)分析了透明导电ITO膜的制备工艺参数对薄膜表面形貌和晶体结构的影响,同时应用四探针电阻率测量和紫外可见光谱测量技术对所研制的ITO/LN膜的光电性质进行了研究.结果表明,衬底温度为320℃,溅射时间50 min时制备的ITO/LN薄膜具有最佳光电性质,在该条件制备出薄膜的电阻率为3.41×10-4Ω·cm,ITO/LN平均可见光透光率可达74.38;,平均透光率比LN衬底提高了1.1;.应用该溅射条件制备了泰伯效应位相阵列器,其近场衍射成像的相对光强可达0.67.

氢气浓度对掺氮超纳米金刚石薄膜的影响

吕琳;汪建华;翁俊;张莹;崔晓慧

2015, 44(2): 374-379.

摘要 ( 7 )

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采用微波等离子体化学气相沉积法,以甲烷和氮气为气源,通过改变反应气体中氢气的浓度,在硅衬底上沉积出掺杂氮的超纳米金刚石膜.并利用扫描电子显微镜,拉曼光谱仪,X射线衍射仪,霍尔效应测试仪分别对掺杂氮的超纳米金刚石膜的表面形貌,组成结构及导电性能进行了进行表征,重点研究了氢气浓度对薄膜特性的影响.结果表明:随着氢气浓度的增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐增大;薄膜的质量提高,且由G峰漂移引起的压应力逐渐减小;薄膜导电性变差.

化学共沉淀法制备纯相YAG纳米粉体的研究

冯寅;吴起白;张海燕;谢忠祥;黄颖欣

2015, 44(2): 380-383.

摘要 ( 4 )

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通过调整反应溶液中铝离子的浓度,以硝酸铝和硝酸钇为原料,碳酸氢铵为沉淀剂,采用化学共沉淀法制备了纯YAG相纳米粉体.使用X射线衍射仪,扫描电镜,红外光谱仪,热分析仪等测试手段对YAG前驱体及煅烧后的粉体进行表征.结果表明:略微增加反应溶液中铝离子的浓度,即当y3+∶Al3+浓度为9∶16时,沉淀反应形成的前驱体经过1200℃煅烧3h后可形成不含杂相的纯立方相YAG纳米粉体,所得粉体分散性较好,形状为棒状,平均颗粒尺寸约为150 nm.

矿化剂浓度和反应时间对微波水热合成高纯BiFeO3粉体的影响

王培奎;蒲永平;胡耀;董子靖;柳晓燕;孙梓雄

2015, 44(2): 384-388.

摘要 ( 5 )

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以Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O为反应原料,KOH为矿化剂,采用微波水热法制备高纯的单相BiFeO3粉体.研究了KOH浓度和微波水热反应时间对BiFeO3粉体纯度和相变的影响.研究表明,当KOH浓度高于6 mol/L时能合成出纯相BiFeO3粉体,随着水热矿化剂浓度的提高粉体形貌逐渐由准立方演变为截角立方,最后趋于类八面体结构的团聚体.当延长微波水热反应时间,BiFeO3粉体逐渐由三方相结构(R3m)向六方相结构(R3c)转变.当KOH浓度为10 moL/L,Bi3 +/Fe3+摩尔比为1,微波水热时间为30 min,反应温度在200℃就可制备出高纯BiFeO3粉体,其饱和磁化强度约为0.075 emu/g.

不同生长方向的GaN纳米线的可控制备与性能表征

吴东旭;郑学军;程宏斌;李佳;罗晓菊

2015, 44(2): 389-393.

摘要 ( 3 )

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采用化学气相沉积法,通过改变催化剂和衬底,以Ga2 O3和GaN的混合粉末为镓源制备出了不同生长方向的GaN纳米线,制备的平躺于衬底的GaN纳米线的直径约为60 nm,长度为10 μm到30 μm之间.垂直于衬底的GaN纳米线阵列的直径约为300 nm,长度约为5μm.使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析表征,结果表明所得样品为六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米线.通过改变催化剂和衬底等生长条件,研究了衬底和催化剂对纳米线生长方向的影响,为以后的大量制备以及纳米器件的制作提供了依据.

不同形貌MnO2的制备及其电化学性能

刘斐;王保成;贾一鸣;张小燕;李海英

2015, 44(2): 394-400.

摘要 ( 5 )

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用化学共沉淀法和水热法制备了海胆型和纳米线型的MnO2.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对电极材料的物相和形貌进行表征.采用电化学阻抗、循环伏安和恒电流充放电对其进行电化学性能测试.结果表明,采用相同材料不同制备方法得到的MnO2具有不同的形貌.化学共沉淀法制备的海胆型MnO2,其直径约为300 ～ 500 nm;水热法制备的纳米线型MnO2,其直径约为10 ～ 30 nm,长度约为100 ～500 nm.两种形貌的MnO2在6 mol·L-1 KOH溶液中具有良好的电容特性,1 A·g-1的电流密度下,海胆型MnO2的比电容为539 F·g-1;纳米线型MnO2的比电容为375 F·g-1.经过1000圈的循环后,海胆型MnO2仅损失了15;的比容量.

无机阳离子对BiOCl光催化降解罗丹明B活性的影响

谢芳霞;毛晓明;李瑞;丁光月;樊彩梅

2015, 44(2): 401-408.

摘要 ( 9 )

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采用简单的水解法在常温下制备出了BiOCl光催化剂,并对其进行了X-射线衍射(XRD),紫外可见漫反射光谱(D RS),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)表征.考察了6种常见的无机阳离子(Ca2、Mg2、Zn2+、Cu2+、Al3+、Fe3+)对BiOCl光催化降解罗丹明B(RhB)活性的影响,并以Mg2和Fe3+为具体研究对象,探讨了离子浓度对BiOCl光催化活性的影响及其影响机制.结果表明:Cu2和Mg2+抑制了RhB的降解;Ca2+和Zn2+对RhB的降解几乎无影响;而Al3+和Fe3+促进了RhB的降解;Mg2+的抑制作用是因为Mg2+抑制了·O2+的形成,而Fe3+的促进作用来源于RhB的吸附随Fe3+加入而增加,并引起光催化活性的上升.

硼掺杂VO2(M)纳米棒的合成、相转变及光学特性

潘世友;魏宁;金诚;杨领;金绍维;朱克荣

2015, 44(2): 409-414.

摘要 ( 4 )

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采用V2O5和硼酸为原材料,草酸为还原剂,在水热条件下,成功制备出硼(B)掺杂VO2(B)纳米棒,经Ar气环境退火后,得到了V1-xBxO2(M)系列样品.样品的结构、形貌和相转变温度分别用X-射线粉末衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)等进行表征.用X-射线光电子谱(XPS)来表征样品的组份和元素的价态,样品的红外光吸收谱也被测量.结果显示,当B掺杂达到2.0at;时,V1-xBxO2(M)相的转变温度升高到75.03℃.这个升高的相转变温度可归因于B3+替代V4+引起VO6八面体的晶格畸变,以及局域晶格电子密度的降低.

退火工艺对0.9Al2O3-0.1TiO2微波介质陶瓷性能与结构的影响

陈涛;王哲飞;黄宝玉;王丽熙;付振晓;张其土

2015, 44(2): 415-419.

摘要 ( 5 )

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采用反应烧结法制备0.9Al2O3-0.1TiO2微波介质陶瓷,研究了退火时间,退火气氛对其物相组成、显微结构、微波介电性能的影响.结果表明:经过退火后,第二相Al2TiO5分解,陶瓷的表面规整,致密度高;延长退火时间以及合适的退火气氛可以有效地提高0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的Q×f值.在空气气氛下,1350℃烧结4h,氧气气氛下1100℃退火20h的0.9Al2O3-0.1TiO2微波介质陶瓷具备优异的介电性能:εr=12.50,Q×f=79812 GHz,t=0.13 ppm/℃.

Ge覆盖层诱导晶化多晶Si薄膜的晶化特性研究

邓书康;董国俊;杨晓坤;刘虹霞;侯德东;李明

2015, 44(2): 420-424.

摘要 ( 3 )

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采用电子束蒸发技术在衬底温度为180℃条件下生长具有Ge覆盖层的非晶Si薄膜,并于500℃、600℃、700℃真空退火5h.采用Raman散射、X射线衍射(XRD)、全自动数字式显微镜等对所制备薄膜的晶化特性进行研究.结果表明,Ge覆盖层具有诱导非晶Si薄膜晶化的作用,且随着退火温度的升高a-Si薄膜晶化越显著.具有Ge覆盖层非晶薄膜经500℃退火5h沿Si(400)方向开始晶化,对应晶粒尺寸约为4.9 nm.将退火温度升高到700℃时,非晶硅薄膜几乎全部晶化,晶化多晶Si薄膜在Si(400)方向表现出很强的择优取向特性,晶粒尺寸高达23.3μm.与相同条件下制备的无Ge覆盖层的非晶Si薄膜相比,晶化温度降低了300℃.

过渡层(SiO2,TiO2)对F掺杂SnO2薄膜的光电性能影响研究

高赟;赵高扬;任洋

2015, 44(2): 425-429.

摘要 ( 31 )

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采用喷雾热解法分别在普通钠钙玻璃、含SiO2过渡层与TiO2过渡层的玻璃上制备了F掺杂SnO2薄膜,比较了不同过渡层上生长的F掺杂SnO2薄膜的表面形貌特点,分析了过渡层对F掺杂SnO2膜层的光电性能的影响.结果表明,过渡层种类对F掺杂SnO2薄膜各项性能影响很大,在SiO2薄膜过渡层上制备的F掺杂SnO2薄膜晶粒最小且表面致密,在TiO2过渡层制备的F掺杂SnO2薄膜晶粒最大,在玻璃上生长的F掺杂SnO2薄膜较为疏松,以SiO2为过渡层制备的F掺杂SnO2薄膜光电性能最佳,其平均可见光透过率为82.9;,电阻率为5.33×10-4 Ω·cm,适合喷雾热解法制备性能优良的玻璃基F掺杂SnO2薄膜.

Li2CO3掺杂对0.94Mg2SiO4-0.06Ca0.9Sr0.1TiO3陶瓷微波介电性能的影响

刘玲;冯永宝;丘泰

2015, 44(2): 430-434.

摘要 ( 18 )

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采用传统固相反应法,研究了Li2CO3掺杂对0.94Mg2SiO4-0.06Ca0.9Sr01TiO3微波介质陶瓷的烧结性能和介电性能的影响.结果表明,烧结助剂Li2 CO3的引入未改变陶瓷的相组成.添加适量的Li2CO3可以促进烧结,烧结温度由1440℃降低到1355℃,而且介电性能也得到了优化,Q ×f值有明显的提高;过量Li2CO3的引入,降低了材料的致密性,增加了陶瓷的介电损耗.在1355℃烧结,保温3h,添加0.50wt; Li2 CO3的0.94Mg2SiO4-0.06Ca09Sr0.1TiO3陶瓷获得最佳的介电性能:εr=7.96,Q×f=96409 GHz(f=14.571 GHz),τf=+4.62 ppm/℃.

ZnO掺杂对0.7CaTiO3-0.3NdAlO3微波介质陶瓷低温烧结及介电性能的影响

赵文超;甘国友;严继康;杜景红;张家敏;刘意春;易健宏;康昆勇

2015, 44(2): 435-440.

摘要 ( 21 )

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采用固相法制备0.7CaTiO3-0.3NdAlO3微波介质陶瓷,研究添加不同含量纳米ZnO对其烧结特性和微波介电性能的影响.结果表明,掺入ZnO烧结温度降低了100℃,随着ZnO掺量增加,样品介电常数εr和谐振频率温度系数τf减小,品质因数(Q×f)先增大后减小.掺入1.5wt;的ZnO在1350℃烧结4h时性能最佳:εr=36.50,Q×f=23785 GHz,τf=-2.47×10-6/℃.

InP纳米线场效应晶体管的制备及其电学性能的研究

蒋涛;郑定山

2015, 44(2): 441-446.

摘要 ( 16 )

PDF (1692KB) ( 16 )

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利用化学气相沉积法在Si/SiO2衬底上生长出了InP纳米线,制备了基于InP纳米线的底栅场效应晶体管并研究了其电输运特性.对不同生长温度器件的阈值电压、亚阈值斜率、场效应迁移率以及载流子浓度等参数进行了计算和比较.结果表明,生长温度对InP纳米线的形貌影响较大.800℃生长温度的InP纳米线性能较好,该器件阈值电压约为-8.5V,亚阈值斜率为142.4 mV/decade,跨导为258.6 nS,开关比＞106,场效应迁移率高达177.8cm2/(V·s),载流子浓度达2.1×101s cm-3.

使用八铵基头Bola型表面活性剂为模板剂合成beta中-微双孔分子筛

朱智洪;郑丽明;孙惠惠;奚红霞

2015, 44(2): 447-453.

摘要 ( 21 )

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以八铵基头bola型表面活性剂为模板剂,采用水热法在碱性条件下以100SiO2∶4NaAlO2∶ 4SDA∶ 33NaOH∶ 6000H2O配比合成beta中微双孔分子筛.合成的beta分子筛用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、氮气吸脱附、魔角核磁共振等技术对其进行表征.结果表明样品中孔孔壁中具有结晶性硅铝酸盐的微孔结构.醇醛缩合与傅克烷基化催化反应及甲苯气体吸附试验表明,相比于传统的beta分子筛,在涉及大分子的催化反应和大分子有机气体的吸附应用中,所合成的中微双孔分子筛具有明显的优势.

一步水溶液法快速合成花状纳米ZnO及其表征

胡进勇;黄欣;李平

2015, 44(2): 454-458.

摘要 ( 20 )

PDF (1643KB) ( 11 )

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以Zn(NO3)2和NaOH为原料,采用一步水溶液法,不添加任何表面活性剂,在85℃条件下反应30 min制备出形貌规则、结晶良好的三维(3-D)花状ZnO纳米晶体.用X-射线衍射仪(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等,分别对产物的结构和形貌进行了表征.通过对花状ZnO生长过程的研究,得出了其在液相中的生长机理.对样品的光致发光(PL)分析显示,ZnO在紫外光区有一个较强的发射,在可见光区有一个较宽的发射;通过在样品中掺杂少量过渡金属离子Co2可有效屏蔽可见光区的缺陷发光.

高性能铁磁性微晶玻璃析晶机理及磁性研究

杜永胜;张红霞;陈华;张雪峰;赵鸣;李保卫

2015, 44(2): 459-463.

摘要 ( 36 )

PDF (1203KB) ( 25 )

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以白云鄂博东尾矿及粉煤灰等固体废弃物为主要原料制备得到了性能优异的微晶玻璃.利用X射线衍射仪(XRD)及高分辨率透射电镜(HRTEM)等测试手段揭示了微晶玻璃的形核及析晶过程.结果表明,热处理过程中磁铁矿晶核首先析出,主晶相辉石相可在磁铁矿晶核上生长.通过调整氧化铁含量可改变微晶玻璃的析晶、物化及磁学特性.随氧化铁含量的增加,微晶玻璃的析晶特性及物化性能均有所降低,但磁学特性有所提高.在高氧化铁含量的微晶玻璃中,磁铁矿相与辉石相可以同时存在,微晶玻璃的磁性主要来源于磁铁矿相.

3LiMnPO4·Li3V2(PO4)3正极材料的制备及其电化学性能研究

李伟;钟胜奎;姜吉琼;杨悦;张诚

2015, 44(2): 464-469.

摘要 ( 31 )

PDF (1692KB) ( 11 )

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以五氧化二钒干凝胶、碳酸锰、磷酸二氢铵、碳酸锂、乙炔黑为原料,采用固相法在相对较低的温度条件下合成了xLiMnPO4·yLi3V2(PO4)3锂离子电池复合正极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构和表面形貌进行表征.结果表明,750℃下烧结15 h合成的3LiMnPO4·Li3V2(PO4)3为结晶良好的两相结构,颗粒粒径较小且分布比较均匀,其在室温、0.2C倍率下首次充放电容量分别为144.8 mAh/g和139.8 mAh/g,循环50次后容量为130.5 mAh/g.

Mn2V2O7纳米棒的制备及电化学储锂性能研究

张绍岩;侯梦华;候玲玲;王佃永

2015, 44(2): 470-474.

摘要 ( 47 )

PDF (1608KB) ( 14 )

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以NH4VO3和MnCO3为原料,采用水热法制备了Mn2V2O7纳米棒,采用X射线衍射(XRD)及场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的结构和形貌进行了表征,并对其反应机理进行了探讨.以Mn2V2O7纳米棒作为锂离子电池的负极材料,对其电化学储锂性能进行了初步研究.结果表明:Mn2V2O7纳米棒在50 mA/g条件下的首次放电比容量为962.4 mAh/g,循环50周后其放电比容量可稳定在389.4 mAh/g,显示出较好的循环性能.

钙钛矿型钛酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

马雪莲;郭小惠;郭贵宝;陶乐乐

2015, 44(2): 475-479.

摘要 ( 10 )

PDF (1640KB) ( 11 )

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以钛酸异丙酯和硝酸锶为原料,通过炭吸附沉淀法制备纳米钛酸锶(SrTiO3)催化剂.通过热重/差热仅(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的煅烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征.结果表明:炭黑的吸附有效阻止了钛酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结,煅烧温度为700℃时,SrTiO3粒子分散均匀,粒径小,没有明显的团聚现象,平均晶粒尺寸为22 nm,比表面积为78.64m2/g.对亚甲基蓝的光催化反应结果表明,在60 min内亚甲基蓝在SrTiO3催化剂上几乎完全分解.

自组装合成微纳结构CeO2-NiO花球及光催化性能研究

宋伟明;马帅;孙晶晶;图亚拉;刘鹏;孙立

2015, 44(2): 480-486.

摘要 ( 24 )

PDF (1746KB) ( 11 )

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采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)复配形成的囊泡相自组装合成了微纳结构CeO2-NiO花球,考察了不同Ce/Ni摩尔比对花球微纳结构的影响以及不同微纳结构CeO2-NiO花球的光催化性能.结果表明:在n(Ce)∶ n(Ni)为4至1范围内,均可形成CeO2-NiO微纳结构花球,晶体均保持CeO2萤石结构特征.当n(Ce)∶ n(Ni)=2∶1时,75 nm左右的纳米粒子有序排列组成厚度大约为140 nm花瓣,花瓣有序堆积成9μm左右CeO2-NiO花球.在紫外光照射下,CeO2-NiO微纳结构花球(n(Ce)∶n(Ni)=2∶1)在150 min时间内对活性艳红降解率为95.93;.

碳纳米管/钴铁氧体复合材料的吸波性能及其优化

陈明东;揭晓华;於黄忠;张海燕;黎镜辉

2015, 44(2): 487-492.

摘要 ( 23 )

PDF (1696KB) ( 17 )

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采用柠檬酸络合物形成的溶胶凝胶制备了钴铁氧体(CoFe2O4),并将所得铁氧体与碳纳米管混合均匀,得到不同碳纳米管质量分数的复合吸波材料.利用微波矢量网络分析仪测量的电磁参数,研究了不同碳纳米管质量分数的复合材料的吸波性能及其优化.结果表明,碳纳米管含量对涂层的吸波性能影响相当明显,当碳纳米管的质量分数为20;时,厚度仅为1mm的涂层,最大峰值就能达到-19.2 dB,小于-10 dB的有效带宽达3.1 GHz;基于.微波介电损耗机理,研究了2～ 18 GHz范围内,涂层的电损耗功率密度,发现在厚度较薄的涂层中,碳纳米管质量分数为20;时,涂层的吸波性能最佳.

层状C/ZrB2-SiC复合材料素坯成型工艺的研究

魏春城;叶长收;孟凡涛;张泳昌

2015, 44(2): 493-496.

摘要 ( 28 )

PDF (1635KB) ( 11 )

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采用两种不同素坯成型工艺制备层状C/ZrB2-SiC复合材料,并对其微观结构和力学性能进行研究.结果表明:高温下预压成型制备的层状ZrB2-SiC复合材料层厚均匀,界面平直,弯曲强度和断裂韧性较高,分别达到427MPa和11.3 MPa·m1/2.而室温下预压成型各层厚度不均,界面弯曲,出现界面交叉现象,弯曲强度和断裂韧性较低,分别为277 MPa和9.4 MPa·m1/2.采用素坯高温预压成型制备的层状C/ZrB2-SiC复合材料力学性能较高,主要归因于界面平直,裂纹交替通过基体层和界面层,裂纹的扩展路径变长,断裂功增加.

西门子反应器中硅棒的热传递模型

聂陟枫;谢刚;侯彦青;崔焱;李荣兴;俞小花

2015, 44(2): 497-502.

摘要 ( 37 )

PDF (1651KB) ( 11 )

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考虑西门子反应器中对流、辐射以及化学反应热三种热传递形式,建立了硅棒的二维轴对称热传递模型.相比于对流和化学反应热,辐射是最主要的传热方式.基于此模型分析了12对棒西门子反应器中硅棒辐射位置和反应器壁发射率对硅棒内部径向温度分布以及电流密度分布的影响.结果表明:直流电加热时,硅棒内部径向方向上形成了明显的温度梯度,且外环硅棒内部温度梯度要大于内环硅棒温度梯度;降低反应器壁发射率,外环硅棒温度梯度减小,电流密度分布更为均匀.

多孔陶瓷负载TiO2光催化降解甲基橙溶液的研究

何秀兰;郭英奎;王春艳;孙文理

2015, 44(2): 503-508.

摘要 ( 16 )

PDF (1707KB) ( 14 )

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采用有机先驱体浸渍法及无压烧结工艺,制备了Al2O3多孔陶瓷载体.利用溶胶-凝胶法在多孔陶瓷上负载Sm3+掺杂TiO2光催化材料.研究了煅烧温度、涂层次数等工艺因素对多孔陶瓷负载TiO2光催化降解甲基橙溶液的影响规律.结果表明,借助于多孔陶瓷高的气孔率,TiO2负载在Al2O3颗粒表面或进入颗粒间的孔隙内,使材料具有较大的比表面积.掺入Sm3使材料的光催化活性提高.在煅烧温度为600℃、四次涂层、甲基橙溶液pH值为2时,多孔陶瓷负载TiO2光催化降解甲基橙溶液效果最佳.

有机前驱体法裂解制备SiBCN陶瓷及其表征

李亚静;李婧;刘洪丽;张跃

2015, 44(2): 509-513.

摘要 ( 24 )

PDF (1202KB) ( 11 )

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采用固态核磁共振(NMR)为主要研究手段,FT-IR,XRD等作为辅助方法对陶瓷前驱体高温裂解制备的SiBCN陶瓷的结构进行分析和表征.研究表明SiBCN陶瓷是非晶结构,并且SiBCN陶瓷结构中存在Si四面体结构,与非晶的氧化硅中硅氧四面体的结构相类似;SiBCN陶瓷前驱体中C-C键,Si-C键,Si-N键以及C-B-C键经过高温裂解后保留在SiBCN陶瓷结构中;SiBCN陶瓷中的硼原子与其它原子形成的是平面三角结构,但是前驱体向陶瓷转化过程中,由于季碳的产生,空间位阻增大,围绕中心碳发生了偏转以降低产生季碳造成的应力增大,这样的偏转改变了一部分硼的空间结构,使硼原子不在一个平面内而使化学位移发生改变.

Nd2O3对Al2O3基复合陶瓷耐磨性能及微观结构的影响

毕四龙;吴伯麟

2015, 44(2): 514-519.

摘要 ( 19 )

PDF (2107KB) ( 11 )

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在CaO-MgO-SiO2作为复合烧结助剂降低氧化铝陶瓷温度的前提下,研究不同添加量的稀土氧化物Nd2O3对陶瓷烧结温度、磨损率、显微结构的影响.通过设计Nd2O3在六铝酸钙中固溶和Nd2O3在Al2O3单晶表面扩散的实验,探索Nd2O3对氧化铝陶瓷耐磨性能影响的机理.结果表明:加入过量的Nd2O3会破坏晶界结合强度,导致陶瓷的耐磨性能变差;而少量Nd2O3的加入能有效提高晶界间结合强度和陶瓷的致密度,改善耐磨性能,耐磨性提高幅度约42.7;.

晶体硅表面Ag纳米颗粒形貌控制及其对黑硅性能的影响

贾淑婷;王苏尧;韩志达;夏金威;薛丹丹;张磊

2015, 44(2): 520-524.

摘要 ( 5 )

PDF (1183KB) ( 12 )

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采用湿法化学法在太阳能级Si(100)表面沉积Ag纳米颗粒,并对Ag颗粒进行了退火处理.利用扫描电子显微镜研究了不同沉积时间及退火工艺对硅片表面Ag纳米颗粒形貌的影响规律.在此基础上采用退火前后的Ag纳米颗粒辅助化学腐蚀法制备了黑硅减反射结构,并用扫描电子显微镜观察了所制备黑硅的微结构,用紫外-可见分光光度计研究了所制备黑硅的反射率.研究表明,制备的Ag颗粒为不规则片状结构,并且随Ag沉积时间的延长,Ag颗粒逐渐长大.通过对样品退火处理,Ag颗粒收缩成球状纳米颗粒.利用未退火的Ag颗粒制备的黑硅呈不规则纳米线状微结构,在300 ～ 1100 nm范围内平均反射率为2.7;;而利用退火后球状Ag纳米颗粒制备的黑硅则呈多孔状微结构,同样波长范围内平均反射率为14.2;.

锥向阵列碳纳米管的制备及表征

唐冬梅;付志兵;易勇;王朝阳;唐昶环

2015, 44(2): 525-529.

摘要 ( 4 )

PDF (1609KB) ( 11 )

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采用化学气相沉积法,以二甲苯为碳源,二茂铁为催化剂,在球面半径分别为0.5 mm、1 mm、1.5 mm的石英基底上制备锥向阵列碳纳米管薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱仪(Raman)等对样品进行了表征.结果表明,随着曲率半径的增加,锥向阵列碳纳米管的定向性变差;曲率半径为0.5 mm的球面上制备的阵列碳纳米管更具有锥形,定向性良好,管身平直,纯度高.

CuCoAl水滑石可见光降解甲基橙性能的研究

申延明;温瑞雪;陈文萱;刘东斌;樊丽辉;李士风

2015, 44(2): 530-536.

摘要 ( 7 )

PDF (2200KB) ( 15 )

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采用共沉淀法制备了CuCoAl水滑石,利用XRD、SEM、TG-DTA、UV-vis DRS、比表面积和孔径分析等方法分析表征样品,并测试了可见光下降解甲基橙的活性.结果表明,Cu∶ Co∶ Al=1∶1∶1时制备的CuCoAl水滑石结晶度高,层状结构完整,比表面积较大,孔径适宜,在甲基橙浓度为20 mg/L,催化剂添加量为1 g/L时,4h内可见光下甲基橙的降解率可达97;,降解过程符合一级反应动力学特征.CuCoAl水滑石层板上扭曲的CuO6八面体,Co2+的电子捕获及传递能力,层板上OH-的传递电子能力均使得CuCoAlLDHs具有高的可见光催化活性.

钨酸锌微纳米材料的水热合成及发光性能研究

王绘;刘连利;侯冰;寇俊娇

2015, 44(2): 537-541.

摘要 ( 13 )

PDF (1181KB) ( 18 )

相关文章 | 计量指标

以Zn(NO3)2·6H2O和Na2WO4·2H2O为原料,草酸为沉淀剂,采用水热法在180℃反应4h制备了ZnWO4粉体,并考察了前驱体溶液pH值对ZnWO4发光性能的影响.通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱(PL)等测试手段对样品的物相、微观形貌和发光性能进行表征.结果表明:pH值为7～9时适宜合成ZnWO4粉体,pH =7、8时,得到的是星状结构ZnWO4粉体;pH =9时分别得到的是由长度为500 nm,直径为100 nm的纳米棒交叉组装而成的镂空结构ZnWO4粉体.相比之下,由纳米棒交叉组装而成的镂空片的发光性能最佳.

光敏化La2O3/TiO2催化剂的制备及其光催化性能研究

徐志兵;李晨君;卢伍阳

2015, 44(2): 542-545.

摘要 ( 5 )

PDF (1575KB) ( 11 )

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采用溶胶-凝胶法和水热法制备了La2O3/TiO2复合物,将此种La2O3/TiO2复合物利用叶绿素提取液浸泡后,制得了光敏化a2O3/TiO2复合物,并采用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、比表面积测定仪和紫外-可见分光光度计等对样品进行了表征.结果表明:La2O3/TiO2催化剂的颗粒粒径在3～ 10 nm之间,BET比表面积为173.53 m2/g,光敏化La2O3/TiO2复合物具有较好的可见光响应性能.在可见光下研究了几种光催化剂对水中六价铬离子的光催化还原效果,光催化结果表明:以光敏化La2O3/TiO2复合物为催化剂,在可见光下光催化还原含Cr6+废水180 min后,Cr6+脱除率达到78.7;.

光致发光在钻石检测中的应用

范春丽;李建军;程佑法;王岳;朱红伟

2015, 44(2): 546-550.

摘要 ( 8 )

PDF (1626KB) ( 15 )

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采用光致发光系统,在297 K及80 K温度下,应用氩离子激光器(波长为488 nm和514 nm)对合成钻石、HPHT处理钻石、辐照处理钻石和天然钻石进行了测试.结果表明:在80 K低温下的测试结果要远比常温297 K温度下好,可能出现由更多的缺陷产生的吸收峰.通常情况下,对于钻石样品514 nm光源激发,可以得到较多较明显的峰,而在488 nm光源激发时,可以产生503 nm和598 nm处的峰.CVD合成钻石、HPHT处理钻石、辐照处理钻石样品在低温80 K、514 nm激发时,均会出现较为明显的575 nm、637 nm峰,而天然钻石则不会出现或仅有微弱显现及偏移,两者区别明显,可以作为鉴定依据.辐照改色的钻石样品中可见到588 nm、680 nm特征峰,而天然钻石、CVD合成钻石及HPHT处理钻石中均未出现此峰,也可作为鉴定辐照改色钻石的依据.

以巯基乙酸为稳定剂的水溶性CdTe量子点的水热合成及表征

张金艳;邱素艳;魏益华;袁丽娟;罗林广

2015, 44(2): 551-557.

摘要 ( 3 )

PDF (1789KB) ( 11 )

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以巯基乙酸为稳定剂,采用水热合成方法在140℃下合成水溶性CdTe量子点.研究了不同的反应时间、反应温度、反应前驱体pH值、前驱体的配比、前驱体的浓度对CdTe量子点光学性质的影响.采用TEM、XRD、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等技术对所制得产品进行表征.结果表明:当反应前驱体n(Cd2+∶TGA∶ HTe-)=1.0∶2.0∶0.1,C(Cd2+) =2.63×10-3mol/L,反应温度为140℃,pH值为12.0条件下,所制的CdTe量子点的荧光漆发射波长在512 ～559 nm范围内连续可调,量子产率较高(44.9;),半峰宽较窄达(FWHM=50 nm、EM=547.0 nm).与回流方法制备的水溶性CdTe量子点相比,利用水热反应釜的合成方法简单,CdTe量子点生长速度快,70 min就可生长到2.5 nm,粒径较均匀,荧光强度强,能够为免疫层析试纸条的组装提供性能较好的荧光标记物.

降温速率对三维温度梯度法蓝宝石单晶影响的数值模拟

张杰;倪屹;刘棋奇;马文成;李留臣

2015, 44(2): 558-562.

摘要 ( 6 )

PDF (1605KB) ( 12 )

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通过有限元分析方法对三维温度梯度法(3DGF)单晶炉内的温场进行数值模拟计算,发现固液交界面附近存在较大的温度梯度,易导致晶体开裂;通过改进坩埚内壁锥度,调整底部隔热屏的结构,选择合适的降温程序取得了较好的实验效果.结果表明,在三维温度梯度法蓝宝石晶体生长过程中,合适的温度梯度和控温程序能够缩短生长周期,提高晶体质量.

双坩埚三维温度梯度法蓝宝石晶体生长炉设计

巩潇;倪屹;司继良;李留臣

2015, 44(2): 563-566.

摘要 ( 3 )

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在已有的三维温度梯度法(3DGF)蓝宝石晶体生长炉基础上,设计了一种双坩埚蓝宝石晶体生长炉.设计的三维温度梯度法蓝宝石晶体生长炉主要针对蓝宝石手机面板市场,将坩埚设计成长方体型,增加了材料利用率,并简化了晶体切割工艺.采用双坩埚技术,可进一步提高晶体的生产效率,节约能耗,降低成本.本设计的双坩埚3DGF蓝宝石晶体生长炉可单炉获得2个300 mm×100 mm× 100 mm的蓝宝石晶体.

100 mm GaAs PHEMT外延材料生长稳定性控制研究

高汉超;尹志军;张朱峰

2015, 44(2): 567-570.

摘要 ( 5 )

PDF (1585KB) ( 14 )

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研究了100 mm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)外延材料量产的稳定性控制.通过选择控制参数和控制周期,提高了外延材料性能的重复性和稳定性.12个样品方阻的标准差为0.53;,全部偏差1.66;.通过优化生长工艺有效的降低了样品表面颗粒,样品表面颗粒数量减小到612/片,这些参数均达到或超过国外主流外延厂商水平.

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