人工晶体学报

赵善真;丁毅;郭升;石标;姚鑫;侯福华;郑翠翠;张德坤;魏长春;王广才;赵颖;张晓丹

2017, 46(5): 753-758.

摘要 ( 8 )

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采用溶液法制备了硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜,并将其作为空穴传输层制备了平面n-i-p型钙钛矿太阳电池.系统考察了CuSCN薄膜退火温度、旋涂转速对钙钛矿太阳电池性能的影响.研究结果表明,CuSCN薄膜在70 ℃下退火10 min可以获得较好的电池性能;在此基础上通过调整旋涂转速至2000 r/min,控制CuSCN薄膜厚度约为240 nm,电池性能获得了进一步的提升,电池效率可达11.77;.该研究结果表明,CuSCN材料是一种有潜力的、低成本高性能无机空穴传输材料.

影响化学机械抛光4H导电SiC晶片表面质量的关键参数研究

郭钰;彭同华;刘春俊;袁文霞;蔡振立;张贺;王波

2017, 46(5): 759-765.

摘要 ( 42 )

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选用二氧化硅抛光液抛光4H导电SiC晶片表面,探究影响SiC晶片表面质量的关键参数,获得更高的去除效率和表面质量.实验结果表明,SiC表面的氧化是氢氧根离子和双氧水共同作用的结果.保持压力不变并增加氢氧根离子或双氧水的含量,SiC表面去除速率先增加后保持不变.在更大的压力下增加氢氧根离子的含量,SiC表面的抛光去除速率进一步增加.通过优化的抛光参数,SiC表面的抛光去除速率达到142 nm/h.进一步研究结果表明,保持化学机械抛光过程中氧化作用与机械作用相匹配,是获得高抛光效率和良好的表面质量的关键.表面缺陷检测仪(Candela)和原子力显微镜(AFM)的测试结果表明,SiC抛光片表面无划痕,粗糙度达到0.06 nm.外延后总缺陷密度小于1个/cm2,粗糙度达到0.16 nm.

MOVPE生长GaN薄膜的表面吸附和扩散研究

唐斌龙;张红;左然

2017, 46(5): 766-771.

摘要 ( 6 )

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利用量子化学计算方法,对MOVPE生长GaN薄膜的表面反应进行研究.特别针对反应前体GaCH3(简称MMG)在理想、H覆盖和NH2覆盖GaN(0001)面的吸附和扩散进行计算分析.通过建立3×3 超晶胞模型,优化计算了MMG在三种不同覆盖表面的稳定吸附位、吸附能和电子布居,搜寻了MMG在稳定吸附位之间的扩散能垒.计算结果表明:对于三种表面,MMG的稳定吸附位均为T4位和H3位,H3位比T4位略微稳定.MMG在NH2覆盖表面吸附能最大,在H覆盖表面吸附能最小,在理想表面吸附能居中.MMG中的Ga与不同的表面原子形成的化学键的键强的大小顺序为:Ga-N>Ga-Ga>Ga-H.相比于理想表面和H覆盖表面,MMG在NH2覆盖表面的扩散能垒最大,因此表面过量的NH2会抑制MMG的扩散.

不同表面活性剂对合成介孔氧化镁晶体性质的影响

杨凯旭;赵莺;杨潍嘉;许争;曹建新;刘飞

2017, 46(5): 772-777.

摘要 ( 3 )

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采用液相法,以Mg(NO3)2·6H2O为镁源,NH3·H2O为沉淀剂,研究了不同表面活性剂对介孔MgO晶体性质的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET和CO2-TPD等手段对介孔MgO晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面化学性质进行了分析表征.研究结果表明,不同表面活性剂对介孔MgO晶体物化性质影响较大.以非离子型PEG-2000为表面活性剂制得产品表面碱强度和碱总量均大于以阴离子型SDS、阳离子型CTAB制得的产品.以非离子型PEG-2000为表面活性剂制备得到的介孔MgO同时具有弱碱、中强碱特征,碱总量为0.192 mmol·g-1,比表面积、孔容和平均孔径分别为145.42 m2·g-1、0.67 cm3·g-1和18.56 nm.

金刚石单晶高温高压合成中氮对硫的影响

李勇;李尚升;佘彦超;管学茂

2017, 46(5): 778-781.

摘要 ( 7 )

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为了研究在金刚石大单晶生长过程中氮对硫的影响,在6.5 GPa高压条件下采用温度梯度法分别研究了两种不同合成体系中金刚石的合成.利用傅里叶显微红外光谱(FTIR)仪对所合成的金刚石进行了测试,测试结果表明:晶体中(a)中不含有氮,晶体中(b)中氮的浓度为280 ppm.此外,对所合成的样品进行了X射线光电子能谱测试,测试结果表明:在Ib型金刚石中有硫元素存在,而硫未进入到IIa型金刚石中.因此,金刚石中氮的存在对金刚石中硫的进入有促进作用.

基于有限元方法研究AT切石英晶体谐振器的动态特性

李辉;陈向东;赵静

2017, 46(5): 782-785.

摘要 ( 5 )

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基于有限元方法研究石英晶体谐振器的谐响应振动特性.通过改变AT切石英晶片尺寸,分析不同尺寸情况下石英晶体各轴向的振动位移分布情况,可了解AT切石英晶体谐振器的厚度剪切振荡模态和寄生振动模态分布情况.仿真结果与实际测试结果对比,证明了采用这种仿真方法有助于石英晶体谐振器的设计.

锰(Ⅱ)与5-[(蒽-9-亚甲基)-氨基]-间苯二甲酸的超分子配位聚合物的合成、表征及性能研究

曹小聪;贾春梅;杨浚艺;李玉麟;袁文兵

2017, 46(5): 786-791.

摘要 ( 2 )

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以桥联配体5-[(蒽-9-亚甲基)-氨基]-间苯二甲酸和Mn(CH3COO)2·4H2O 为原料,通过溶剂热法成功合成了一个新型三维超分子结构的配位聚合物{[Mn2(H2O)4(CH3OH)(C2H5OH)(L)2]·(CH3OH)2·H2O}n(H2L=5-[(蒽-9-亚甲基)-氨基]-间苯二甲酸),并通过红外光谱、元素分析、X射线粉末衍射、单晶 X 射线衍射和热重分析,对配位聚合物的单晶结构进行了表征.该配位聚合物属于三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数:a=9.6850(19) nm,b=14.278(3) nm,c=17.666(4) nm,α=87.15(3)°,β=89.99(3)°,γ=83.96(3)°,V=2426.3(8) nm3,Z=2.该晶体结构为一维配位链,通过链与链之间的π…π相互作用和氢键形成了三维超分子结构.此外,在室温条件下,固态荧光测试表明配体及其配位聚合物分别在456 nm (λex=417 nm)和506 nm (λex=402 nm)具有较强的荧光.

4 inch低位错密度InP单晶的VGF生长及性质研究

赵有文;段满龙;卢伟;杨俊;董志远;刘刚;高永亮;杨凤云;王风华;王俊;刘京明;谢辉;王应利;卢超

2017, 46(5): 792-796.

摘要 ( 29 )

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采用高压垂直温度梯度凝固法(VGF)生长了非掺、掺硫和掺铁的4 inch直径(100)InP单晶,获得的单晶的平均位错密度均小于5000 cm-2.对4 inch InP晶片上进行多点X-射线双晶衍射测试, 其(004)X-射线双晶衍射峰的半峰宽约为30弧秒且分布均匀.与液封直拉法(LEC)相比, VGF-InP单晶生长过程的温度梯度很低,导致其孪晶出现的几率显著增加.然而大量晶体生长结果表明VGF-InP晶锭上出现孪晶后,通常晶体的生长方向仍为(100)方向,这确保从生长的4 inchVGF-InP(100)晶锭上仍能获得相当数量的2~4 inch(100)晶片.由于铁在InP中的分凝系数很小,掺Fe-InP单晶VGF生长过程中容易出现组份过冷,导致多晶生长.通过控制生长温度梯度及掺铁量,可获得较高的掺铁InP单晶成晶率.对VGF-InP单晶的电学性质、位错密度及位错的分布特点、晶体完整性等进行了研究.

《人工晶体学报》征稿简则

2017, 46(5): 796.

摘要 ( 3 )

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SAPO-34/CZA复合晶体相结构性质及催化CO2加氢反应研究

倪利萍;郭淑霞;罗兰;许争;曹建新;刘飞

2017, 46(5): 797-803.

摘要 ( 4 )

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采用共沉淀包覆法制备了SAPO-34/CZA双功能复合催化剂,研究了复合相比例对催化剂晶体结构性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行了分析表征.研究结果表明,复合相比例对SAPO-34/CZA双功能复合催化剂的结构性质和催化性能影响较大.质量比为1∶1时,制得复合催化剂具有明显微孔和介孔特征(微孔比表面积53.15 m2·g-1、介孔比表面积59.84 m2·g-1、总比表面积为113.00 m2·g-1、总孔容0.41 cm3·g-1、平均孔径14.57 nm),具有特殊包覆结构及存在复合相界面,构造了特殊反应路径,微介孔层级结构强化耦合反应,表现出较高催化性能.在还原温度285 ℃、反应温度325 ℃、压力3.0 MPa、V(H2)/V(CO2)=3.0、空速(SV)3500 mL·g-1·h-1的条件下,CO2转化率为64.80;,低碳烯烃选择性为49.68;.与物理共混催化剂SAPO-34/CZA-M相比,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了31.98;和2.43;.

KSr2I5∶Eu单晶生长及荧光性能研究

李明洋;魏钦华;秦来顺;史宏声

2017, 46(5): 804-808.

摘要 ( 11 )

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用布里奇曼法成功制备出一种新颖的三元系碱金属卤化物闪烁晶体-KSr2I5∶Eu,加工后的晶体尺寸达15 mm×10 mm×10 mm.XRD测试结果与KSr2I5的标准卡片(卡片号为PDF#39-1140) 进行比对,结果一致.KSr2I5晶体密度为4.39 g/cm3,差示扫描量热法显示晶体的熔点约为470 ℃左右.荧光光谱和X射线激发发射光谱测试结果表明KSr2I5∶0.5;Eu晶体只有一个发射峰,位于445 nm处附近,属于典型的Eu2+的5d→4f的跃迁发射.计算表明,用PMTR1306测试KSr2I5∶0.5;Eu晶体的量子效率约为12.2;.作为一种新型的闪烁晶体具有潜在的商用化价值.

[Gd(BMBCP)(H2O)4][PMo12O40]·2.75H2O配位聚合物的合成及表征

李志猛;胡军;智霞;张才灵;任国建;王芙香;潘勤鹤

2017, 46(5): 809-813.

摘要 ( 1 )

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以-Keggin型多金属氧酸盐[PMo12O40]3-作为模板,采用水热法成功合成一例新型二维Gd(Ⅲ)配位聚合物[Gd(BMBCP)(H2O)4][PMo12O40]·2.75H2O (HNU-13) (H2BMBCP·Cl2=1,4-双(3-羧酸吡啶基-1-亚甲基)苯二氯).通过单晶X-射线衍射仪确定其结构,并通过X-射线粉末衍射 (PXRD),傅里叶红外光谱 (IR)和热重分析仪(TG)对其进行表征.结果表明,化合物结构结晶于单斜晶系,P2(1)/n空间群,晶胞参数为a =1.4291 nm ,b=1.3772 nm,c=2.8430 nm,α=90.00°,β =91.154°, γ=90.00°,Z =4.值得注意的是,由于[PMo12O40]3-与H2BMBCP·Cl2配体的静电作用,从而形成左右手螺旋链,进一步的构筑为层状4,4-网格结构.

CsGeI3空穴传输层平面异质结钙钛矿太阳电池的模拟优化

杨永勇;汪礼胜;许伟康;张勇;王嘉绮;陈凤翔

2017, 46(5): 814-819.

摘要 ( 7 )

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采用AFORS-HET软件对CsGeI3空穴传输层(Hole Transport Material, HTM)平面异质结钙钛矿太阳电池进行了模拟,TiO2作为电子传输层,CH3NH3PbI3作为光吸收层,C作为背电极,分别讨论了钙钛矿光吸收层厚度、缺陷浓度,光吸收层/HTM界面态密度和HTM对太阳电池性能参数的影响.模拟优化得到CsGeI3 HTM的PSCs最佳性能参数为:Voc=1.199 V,Jsc=22.2 mA·cm-2,FF=86.22;,PCE=22.95;,效率虽略低于spiro作为HTM的器件,但考虑生产工艺和制备成本,CsGeI3作为HTM的PSCs将具有更好的应用前景.

低位错密度4 inch GaSb(100)单晶生长及高质量衬底制备

杨俊;段满龙;卢伟;刘刚;高永亮;董志远;王俊;杨凤云;王凤华;刘京明;谢辉;王应利;卢超;赵有文

2017, 46(5): 820-824.

摘要 ( 50 )

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采用液封直拉法(LEC)生长了4 inch直径(100)GaSb单晶并进行了衬底晶片的加工制备.通过优化热场,可重复生长出非掺和掺Te 整锭(100)单晶,单晶锭的重量为5~8 kg, 成晶率可达80;以上.4 inch(100)晶片大部分区域的位错腐蚀坑密度小500 cm-2,其(004)双晶衍射峰的半峰宽为29弧秒,表明晶片衬底的完整性相当好.晶体生长过程中固液界面较为平坦,因而晶片表现出良好的横向电学均匀性.经研磨和机械化学抛光,制备出具备良好平整度和表面粗糙度的开盒即用衬底晶片.通过控制本征受主缺陷浓度和掺杂浓度,制备出具有良好近红外透光率的n型GaSb单晶衬底.

低温烧结制备氧化铝陶瓷膜支撑体

陈仕俊;余阳;林晓亮;胡鹏飞

2017, 46(5): 825-831.

摘要 ( 2 )

PDF (1158KB) ( 13 )

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采用平均粒径为10.16 μm的α-Al2O3粉体为原材料,利用注浆成型技术制备陶瓷膜支撑体.设置正交实验,研究成孔剂、粘结剂、烧结助剂(硅酸钠+TiO2+CaCO3+MgO)含量及保温时间对支撑各性能的影响;在正交实验结论基础上,通过改变烧结温度,于低温条件下制备出性能良好的陶瓷膜支撑体.实验表明:硅酸钠用量、成孔剂用量、粘结剂用量和保温时间最佳组合分别为4;、6;、0.6;和2 h.在1400~1450 ℃温度区间内制得的支撑体各性能指标均相对较优,适宜作为陶瓷膜载体使用.

钙长石对刚玉-莫来石质陶粒支撑剂结构及性能的影响

马海强;田玉明;力国民;王凯悦;周毅;白频波

2017, 46(5): 832-836.

摘要 ( 6 )

PDF (963KB) ( 16 )

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以二级铝矾土为主要原料,通过添加不同含量的长石在1350 ℃烧结温度下制备了高强度的刚玉-莫来石质陶粒支撑剂.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微分析(SEM)对陶粒的物相组成及显微形貌进行表征.结果表明,所制备陶粒支撑剂的物相成组为刚玉和莫来石,而且发现随着长石添加量的逐步增加,可以明显促进莫来石的形核过程,并抑制其进一步长大.当长石添加量为8wt;时,所制备的陶粒支撑剂体积密度为1.72 g/cm3,在52 MPa闭合压力下的破碎率为3.2;,酸溶度为5.0;,满足油气开采行业的要求.

密度泛函理论研究MgH2的电子和光学性质

安辛友;杨辉;任维义;贺梓淇;陈太红;曾体贤

2017, 46(5): 837-844.

摘要 ( 6 )

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基于密度泛函理论,采用平面波赝势和BFGS法计算研究了金红石相MgH2电子结构性质和线性光学性质.基态下,金红石相MgH2晶体具有良好的弹性力学稳定性,基本结构参数与实验值及其其他理论值符合得较好.Mulliken电荷分布和集居数分析发现:金红石相MgH2晶体中电荷主要从Mg原子向H原子转移,电荷总数主要来源于Mg2p态电子和H1s态电子,金红石相MgH2属于共价键和离子键混合型化合物.结合电子性质和频率相关介电函数ε(ω)计算研究了金红石相MgH2的介电函数、线性吸收系数、复折射率及消光系数、反射率和能量损失谱,结果表明:金红石相MgH2的主要吸收区间位于紫外光区;24.88~42.35 eV能量区间金红石相MgH2具有很强的透过性;高频情况下,金红石相MgH2具有极高的反射率.

石墨烯保护层对铜电化学腐蚀行为的影响研究

马琼;章海霞;郭俊杰;黄增鑫;王永祯;许并社

2017, 46(5): 845-849.

摘要 ( 6 )

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以铜箔为基底通过常压化学气相沉积法制备了高质量、连续的少层石墨烯.采用极化曲线和电化学阻抗谱对纯铜箔及石墨烯/铜样品在0.1 mol/L NaCl溶液中的抗腐蚀性能进行了研究.结果表明,石墨烯/铜样品的自腐蚀电位比纯铜箔的高0.114 V,腐蚀电流密度较纯铜箔的低1个数量级,极化电阻较纯铜箔的高4.4倍,阻抗模值比纯铜箔的提高了约1个数量级.因此,石墨烯可以作为铜表面的保护层,抑制铜在NaCl溶液中发生电化学反应,从而增强铜的抗腐蚀性能.

晶硅太阳能电池背面银浆所用片状银粉的研究

张明;吴元庆;刘春梅;李媛;陆晓东;周涛;韩贺成

2017, 46(5): 850-854.

摘要 ( 13 )

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为了确保晶硅太阳能电池在拥有较高光电转换效率的同时降低投入成本,本文研究了45wt;的低固相含量状态下不同粒径及振实密度的片状银粉对背面银浆性能的影响.将球形银粉经过不同时间的球磨得到不同粒径的片状银粉.用这四种银粉制成背面银浆并经过印刷烧结形成背电极,研究了粒径、振实密度对背电极烧结膜形态及电性能的影响.结果证明平均粒径为2.5 μm的片状银粉具有最高的振实密度,由其制备背电极的烧结膜最为致密,焊接强度达到8.5 N,硅太阳能电池的光电转换效率达到18.09;,可以满足目前背面银浆的商业使用需要.

Ti-Cr-MCM-48分子筛的一步法制备及其吸附光催化性能研究

袁烨;韩欢热;陈玉龙;钱欣

2017, 46(5): 855-860.

摘要 ( 16 )

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釆用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,钛酸四丁酯为钛源、正硅酸乙酯为硅源,硝酸铬为金属前驱体,通过一步法制备了吸附性能优异且具有紫外-可见光催化活性的Ti-Cr-MCM-48钛硅分子筛催化剂.通过XRD、FT-IR、SEM、BET、UV-Vis等分析手段对产物进行结构表征并研究了样品对罗丹明B的吸附以及光催化性能,同时探究了钛含量对分子筛结构与性能的影响.结果表明,当钛含量为n(Ti)/n(Si)=0.25时,钛和铬分散在分子筛骨架上,样品0.25Ti-Cr-MCM-48依然具有大比表面积和介孔结构,成功解决了过渡金属掺杂而造成比表面积下降的难题.同时样品0.25Ti-Cr-MCM-48展现出了优异的吸附和催化性能,3 h内对罗丹明B的吸附、降解效率达到85;以上.而当钛含量进一步提高时,分子筛的立方相结构被破坏,孔道结构堵塞严重,比表面积急剧下降,吸附性能下降.

氩氧流量比对CeOx-SnOx膜微观结构及光学性能的影响

那聪;姜宏;蔡思翔;冯建;王红燕

2017, 46(5): 861-866.

摘要 ( 4 )

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采用磁控反应共溅射的方法,以金属Ce和Sn为金属源,成功地制备出CeOx-SnOx薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对薄膜的结构、表面形貌及成分进行了分析和表征.结果表明薄膜以岛状模式生长,随氩氧比降低,结晶性增强,出现CeO2和SnO相.此外,利用紫外-可见分光光度计对薄膜的光学性能进行了研究,测试结果表明薄膜对紫外光有极强的吸收作用.当氩氧流量比为3∶1时,紫外光平均透过率仅为5.80;,而可见光平均透过率为81.48;.

过渡金属二硫族化合物在FET中的应用研究进展

张禹;韦习成;余运龙;张浩

2017, 46(5): 867-873.

摘要 ( 5 )

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过渡金属二硫族化合物(Transition-metal dichalcogenides,TMDs)作为一组二维材料具有丰富的物理特性,近几年因其半导特性在半导体器件上具有重要的应用前景而引其了学界的普遍关注.总结了TMDs材料的制备方法及其在场效应管(FET)上的应用研究进展,并对存在的问题以及潜在的研究方向做了展望.

氯硅烷残液水解制备二氧化硅团聚的机理研究

黄兵;董森林;陈樑;杨杰;赵义;徐卜刚;蔡吉祥

2017, 46(5): 874-879.

摘要 ( 7 )

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多晶硅生成工艺中的副产物氯硅烷残液,具有腐蚀性强、产量大等特点.采用多晶硅副产物氯硅烷残液为原料进行水解反应生成二氧化硅.研究了以不同水解方式在不同水解体系中引入位阻剂及该位阻剂的时效性对二氧化硅团聚的影响以及机理研究.结果表明:气-液反应的水解方式产出的二氧化硅呈现颗粒状具有颗粒特性;水解体系中引入位阻剂后产物二氧化硅分散性好,颗粒均匀、粒径大小在2 μm左右;并且证实了位阻剂的位阻作用具有时效性.

添加锆英石、B4C和焦粉对铝碳质耐火材料抗氧化性能影响

刘贺;朱凌;李小超;闵鑫;吴小文;刘艳改;房明浩;黄朝晖

2017, 46(5): 880-884.

摘要 ( 5 )

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在Al2O3-C质耐火材料中添加锆英石、B4C和焦炭,通过高温原位反应生成了ZrC-ZrB2-SiC复合非氧化物耐高温物相.采用XRD分析了不同锆英石、B4C和焦炭的添加量与不同烧成温度下反应产物的物相组成,并采用XRD与SEM进一步研究了含有ZrC-ZrB2-SiC复合非氧化物的铝碳质耐火材料的抗氧化性能及其抗氧化的机理.结果表明:当锆英石-焦炭-B4C混合粉体的加入量为20;,在1550 ℃保温3 h能在铝碳质耐火材料的基质中原位合成ZrC-ZrB2-SiC复合非氧化物,制备得到相应的铝碳质复合耐火材料.ZrC-ZrB2-SiC复合非氧化物在氧化条件下可生成玻璃相,形成致密保护层能够阻止其进一步氧化,从而显著提高铝碳质材料的抗氧化性能.

SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的制备及光致发光性能研究

杨喜宝;刘秋颖;赵景龙;吕航;王秋实;陆晓东;姚震;吕俊超

2017, 46(5): 885-889.

摘要 ( 2 )

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采用热蒸发法制备了非晶SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构,确定了非晶SiO2纳米线、微米颗粒及SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构生长的工艺条件,并利用XRD、SEM、Raman、PL光谱等技术手段分析表征样品.实验结果表明,在不同的沉积温度范围内,生长样品的形貌和结构不同;SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的发光区与Si衬底明显不同,主要集中在黄绿光范围.

微/纳米CVD金刚石涂层沉积工艺参数优化

许晨阳;解亚娟;邓福铭;陈立;雷青

2017, 46(5): 890-896.

摘要 ( 8 )

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通过正交实验设计工艺参数,利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备金刚石涂层,采用扫描电镜、洛氏硬度计、X射线衍射仪等对金刚石涂层进行性能表征,同时进行切削试验,从而确定微米层和纳米层最佳的碳源浓度、沉积气压、热丝与基体间距.结果表明:最优微米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度2;,沉积气压3 kPa,热丝/基体间距5 mm.最优纳米金刚石涂层沉积工艺参数为碳源浓度5;,沉积气压5 kPa,热丝/基体间距8 mm.

固相法合成NaA型粉煤灰沸石对染料废水的吸附性能研究

宋瑞然;肖敏;胡晓钧;刘月

2017, 46(5): 897-902.

摘要 ( 3 )

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以粉煤灰为原料,采用固相法合成NaA型粉煤灰沸石.通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、溶液浓度以及吸附温度对粉煤灰沸石吸附脱除亚甲蓝性能的影响.通过SME、XRD对产品进行表征,探讨了亚甲蓝在粉煤灰沸石上的吸附行为.结果表明:经XRD分析,合成产物主要为NaA型沸石.SEM分析表明,产物分别具有纺锤体及NaA型沸石立方体骨架结构;在吸附温度25 ℃,pH值>5,粉煤灰沸石投加量8 g·L-1,吸附30 min时,NaA型沸石对初始浓度为50~100 mg·L-1的亚甲蓝去除率均可达90;以上,较粉煤灰提高了45;;与商品沸石的吸附性能相当.合成的粉煤灰沸石吸附亚甲蓝过程符合Langmuir模型,其为单分子层吸附.

多周期溅射单质靶制备铜锌锡硫薄膜电池

陆熠磊;王书荣;李志山;蒋志;杨敏

2017, 46(5): 903-907.

摘要 ( 3 )

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采用多周期磁控溅射单质靶Cu-Sn-Zn制备CZTS薄膜太阳电池.多周期包含两周期和四周期,同时与单周期制备的CZTS薄膜电池作对比.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)对不同周期得到的CZTS薄膜的晶体性质、表面样貌、化学成分等性质进行分析研究.分析结果显示,多周期制备的CZTS薄膜晶体质量要比单周期的好,表面均匀致密.重要的是四周期溅射制备的CZTS薄膜是研究的最佳实验组.最终把不同周期得到的CZTS薄膜制备成完整的器件结构,得到的太阳电池效率分别是:单周期2.64;,两周期3.01;,四周期3.36;.

钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性研究

董恩来;郜梦迪;杨巳望;张丽娜;吕航;张伟;马晋文

2017, 46(5): 908-914.

摘要 ( 17 )

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近年来,有机-无机钙钛矿太阳能电池由于卓越的光电性能和极低的材料成本引起广泛关注,更被认作是一种前景广阔的光伏材料.目前,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经超过22;,展示了极大的发展潜力,但对紫外线辐射和水的长期稳定性差.因此,关于钙钛矿太阳能电池的研究主要集中在电池的高效性和稳定性.本文对提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性的多种方法进行综述,介绍了近期获得的突破,旨在为实现提高钙钛矿太阳能电池的高效性和稳定性提供基本依据.

尿素溶液法合成纳米AlN粉体

黄雄;程艳玲;林华泰

2017, 46(5): 915-920.

摘要 ( 7 )

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以尿素为固体氮源,甲醇为溶剂,AlCl3·6H2O为铝源,采用尿素溶液法制备了纳米AlN粉体.采用FT-IR对前驱盐进行了结构分析,并通过XRD和SEM分别对最终煅烧产物进行了结构和形貌的表征.重点研究了尿素/金属摩尔比R值和煅烧温度对合成产物的晶体结构和形貌的影响.结果发现: AlN的纯度随R值的增加而增大,R值大于6可以获得单一AlN相,R值小于6获得AlN和Al2O3的混合相;此外,R值也直接影响到AlN纳米粉体和团聚颗粒的形貌,所制备AlN纳米粉体的粒径和团聚的球状颗粒的粒径随R值的增加出现细化的趋势.

制备NZP玻璃陶瓷的替代路线(玻璃反应烧结)中环境和粒度的影响

艾永平;杜晟连

2017, 46(5): 921-925.

摘要 ( 1 )

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NZP材料因其具有可调节的低热膨胀性在在热冲击方面有潜在应用,而且NZP材料还具有良好的化学和热稳定性,还经常被作为陶瓷核废料中放射性核元素的封装和固定的候选材料.NZP型晶体结构允许使用大量的离子替代,使其产生了热膨胀的可调性以及离子导电性.然而,NZP在整块材料中制作起来非常困难,因为其过程需要保证高温和很长的烧结时间.通过对磷酸盐玻璃使用玻璃反应烧结工艺,在一种低温替代路线中获得了含有钨(IV)、锡(IV)的NZP结晶相.通过使用微波加热以及传统的熔炼和铸造技术,制备了一种含有适量NaPO3-Sn(II)O-W(VI)O3化合物的玻璃.粉碎后,玻璃粉末压于室温下冷却.将绿色的弹丸在烧结反应温度下分别经历不同的时间段进行固化.差热(DTA)实验中,结果显示不同的参数影响着NZP相的性能.在特定条件如玻璃的初始位置小于100 μm的玻璃颗粒度及在大气环境下固化,能够得到一种含有单一晶相的玻璃陶瓷,且晶相具有NZP型晶体结构.烧结过程中需要有氧的存在,但氧分压的提高并没有使NZP相的含量有所改善.此外,温度要严格控制高于710 ℃,保证获得的NZP玻璃陶瓷中不含有任何次晶相.

基于石墨烯超材料的极化控制开关

朱宇光;孙雯雯;方云团

2017, 46(5): 926-930.

摘要 ( 6 )

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为设计可调控的光开关, 本文设计了基于石墨烯的超材料和一维光子晶体的复合结构,应用传输矩阵法研究它的传输特性.石墨烯超材料的吸收和各向异性的特性导致结构的传输对电场极化方向特别敏感.通过电场极化方向的旋转,可以动态调节电磁波的透射和吸收,也可以实现电磁波从全透射到全反射或者全吸收的完全转化.

空位缺陷对锯齿型硅纳米带电子结构和磁性的影响

杨艳妮;王成

2017, 46(5): 931-936.

摘要 ( 6 )

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基于密度泛函理论,采用广义梯度近似下的第一性原理投影缀加波赝势方法,系统的研究了单空位(双空位)缺陷对锯齿型硅纳米带电子结构和磁性的影响.结果表明:不同位置的单原子空位(双原子空位)锯齿型硅纳米带,结构弛豫后,都能得到一个九边环(八边环),同类缺陷更容易在锯齿型硅纳米带的边缘区域形成;与完整的锯齿型硅纳米带相比,中心位置含空位缺陷(单原子或双原子空位)的锯齿型硅纳米带由原有的反铁磁半导体转变为反铁磁金属;非中心位置含空位缺陷(单原子或双原子空位)的锯齿型硅纳米带则具有铁磁态金属性, 在远离缺陷的纳米带边缘硅原子上局域的分布着差分电荷密度,这使得锯齿型硅纳米带在自旋电子学领域拥有可观的应用前景.

BN织构陶瓷的制备与力学性能研究

周爱萍;于长新;魏春城;刘新超;李春龙;李培江

2017, 46(5): 937-941.

摘要 ( 5 )

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以片状的BN为基体粉料,采用流延成型工艺结合热压烧结制备BN织构陶瓷,并对其结构、断面形貌以及力学性能进行了研究.实验结果表明,BN晶粒选择沿(002)晶面择优定向排列.织构陶瓷的力学性能呈现出明显的各向异性: 当加载方向垂直于片层时,弯曲强度和断裂韧性分别为53.75 MPa 和1.51 MPa·m1/2,均优于水平方向的力学性能.垂直方向上良好的性能归因于加载时片状颗粒引起的裂纹偏转.

溶胶-凝胶法和高分子网络凝胶法合成光催化ZnO纳米晶的比较研究

刘禹彤;徐小楠;陈雨;张秋平;袁欢;徐明

2017, 46(5): 942-949.

摘要 ( 31 )

PDF (1574KB) ( 13 )

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通过对比溶胶-凝胶法和高分子网络凝胶法合成的ZnO纳米晶的微结构和光催化活性来探讨不同制备方法对光催化剂的影响,用XRD、TEM、SEM、XPS和PL对所制备样品的晶体结构、形貌、化学成分和光学特性进行了研究.结果表明,随着温度的升高,两种方法制备的样品其晶粒尺寸都增大,颗粒团聚现象改善,化学吸附氧浓度增大,缺陷减少,结晶性变好.比较发现,煅烧温度为650 ℃,采用高分子网络凝胶法制备的光催化剂的光催化效果更好.分析认为,高分子网络凝胶法更适合ZnO光催化剂的合成.

金属镍掺杂g-C3N4的制备及其光降解性能

郑小刚;杜京城;李子黎;付孝锦;由耀辉;刘勇

2017, 46(5): 950-956.

摘要 ( 37 )

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采用浸渍法制备不同掺杂量的负载型光催化剂Ni/g-C3N4,并考察其在可见光照下对亚甲基蓝的光降解性能.利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS、N2-sorption和ICP-OES等手段表征Ni/g-C3N4样品.研究表明,Ni/g-C3N4催化剂的光催化活性随着金属镍粒子掺杂量的增加而增大,随着亚甲基蓝浓度的增大而减小,其中金属镍掺杂量4.0wt;的样品4-Ni/g-C3N4表现出优异的光催化活性和光降解稳定性.这是由于4-Ni/g-C3N4样品的光降解过程中产生了超氧自由基、羟基自由基和空穴等活性物质,其中超氧自由基起主导作用.金属Ni0离子在光生电子作用下生成Ni2+,O2分子得到电子生成O2·-自由基.这些活性物质的产生有助于光生电子-空穴对的分离和抑制其复合速率,从而实现可见光下高效催化降解亚甲基蓝.

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