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2018年 第47卷 第7期
刊出日期：2018-07-15

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CdSiP2多晶提纯与单晶生长

冯波;赵北君;何知宇;陈宝军;黄巍;刘慧;刘梦迪;沙铭宇

2018, 47(7):  1299-1304. 

摘要 ( 10 )   PDF (1400KB) ( 17 )  

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采用重结晶技术,对CdSiP2多晶进行快速下降提纯,以提纯后的晶锭为原料,利用改进的垂直布里奇曼法生长出CdSiP2单晶体,尺寸达φ18 mm×51 mm.经能量色散仪(EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)以及电感耦合等离子体光谱仪(ICP)测试表明,重结晶提纯能有效降低CdSiP2多晶中Fe、Mn等影响晶体性能的微量元素含量,获得高纯四方黄铜矿结构的CdSiP2多晶材料.采用X射线衍射仪和红外傅立叶变换分光光度计分别对生长的CdSiP2单晶体自然解理面与厚度2 mm的CdSiP2晶片进行测试,获得了{101}晶面族六级衍射峰,晶片在2～7μm波段范围的红外透过率高于53;,对应的吸收系数低于0.09 cm-1.上述研究结果表明,采用提纯后原料生长的CdSiP2单晶体结晶性好,光学性能优良,可进一步用于制作CdSiP2激光频率转换器件.

一步沉积法中溴基钙钛矿薄膜的优化及应用

郑翠翠;辛晨光;黄伟;杜亚雯;石标;朱世杰;姚鑫;范琳;魏长春;丁毅;李跃龙;王广才;许盛之;赵颖;张晓丹

2018, 47(7):  1305-1311. 

摘要 ( 5 )   PDF (1786KB) ( 10 )  

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溴基钙钛矿太阳电池因其工艺简单、高开压的特性,可在叠层太阳电池、彩色的显示设备和光伏建筑一体化等多方面进行应用而引起人们关注.此文首先研究了一步沉积法中不同溶质前驱体溶液对钙钛矿薄膜形貌和结晶的影响.在优化前驱体溶质条件下,通过加入适量醋酸铵获得均一致密、较大晶粒尺寸、具有择优取向的高质量钙钛矿薄膜,且提高了材料的疏水特性.以Spiro-OMeTAD作为空穴传输层制备器件获得最高1.42 V开路电压、5.87;的电池效率,并在30 d后仍保持89;的效率.

GaN的MOVPE生长中台阶表面吸附的 量子化学计算

张周;左然;唐斌龙;袁银梅;张红

2018, 47(7):  1312-1317. 

摘要 ( 6 )   PDF (1702KB) ( 8 )  

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利用量子化学的密度泛函理论,计算GaN的MOVPE生长中主要的表面反应前体NH3、GaCH3(简写为MMG)在GaN(0001)面台阶处的吸附特性,并与理想平台表面对比.结果表明,在台阶吸附时,NH3有分子吸附和分解吸附两种结构,MMG只有两种分子吸附结构.NH3分子吸附时,吸附能在台阶处大于在平台表面;NH3分解吸附时,吸附能在平台表面大于在台阶处.说明NH3在台阶处容易发生分子吸附,而在平台表面容易发生分解吸附.MMG在台阶处的吸附能均大于在平台表面,说明它们在台阶处吸附比理想表面更容易.

助烧剂与脱胶工艺对微波烧结Al2O3陶瓷性能的影响

闫时雨;殷增斌;徐伟伟;叶佳冬

2018, 47(7):  1318-1323. 

摘要 ( 3 )   PDF (2984KB) ( 11 )  

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采用微波烧结方式制备Al2O3陶瓷,研究了助烧剂含量和素坯脱胶工艺对Al2O3陶瓷微观组织和力学性能的影响.研究结果表明:相较于传统无压烧结,微波烧结有利于降低Al2O3陶瓷的烧结温度,并提高致密度和力学性能.脱胶后烧结体晶粒结合更加紧密,界面结合强度有明显提高,断裂模式以穿晶断裂为主.当MgO与Y2O3添加量为0.7wt;时,Al2O3陶瓷致密度稳定在99.1;以上,断裂韧度和维氏硬度分别达到4.9 MPa·m1/2和17.0 GPa.

三维有序大孔TiO2/CeO2光催化剂的制备及性能研究

郑思源;王雅文;樊彩梅

2018, 47(7):  1324-1329. 

摘要 ( 10 )   PDF (1326KB) ( 9 )  

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以自组装SiO2纳米球为模板,通过煅烧和模板刻蚀制备具有三维有序大孔结构的TiO2/CeO2复合光催化剂(3DOM TiO2/CeO2).用XRD、SEM、FT-IR、DRS、PC等手段对所制备的光催化剂进行表征,在模拟太阳光下,以罗丹明B为模型降解物,对样品的光催化活性进行测试.结果表明,3DOM TiO2/CeO2的光催化降解活性与TiO2/CeO2相比得到进一步提高,其原因可能是由于3DOM结构可以产生慢光子效应,提高了TiO2/CeO2复合光催化剂的光吸收能力,进而提高了TiO2/CeO2的光催化性能.

环戊基全取代六元瓜环与钾离子配合物的合成及其结构表征

程思远;魏连通;周开志;屈云霞;马培华

2018, 47(7):  1330-1334. 

摘要 ( 13 )   PDF (1800KB) ( 10 )  

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金属与瓜环的配位化学是瓜环化学的主要研究内容之一.本文主要研究了环戊基全取代六元瓜环(CyP6 Q[6])与K+的配合物的合成,并利用X-射线单晶衍射法对其晶体结构进行了表征.结果表明:K+与CyP6 Q[6]的两个端口配位,形成了分子胶囊结构.相邻的瓜环通过与[ZnCl4]2-的偶极作用,形成平面堆积结构,最后形成三维超分子自组装实体.

Ca3(PO4)2:Dy3+纳米荧光粉 的制备及发光性能研究

那莹;陈巧玲;孙硕;李影;王晓春

2018, 47(7):  1335-1339. 

摘要 ( 8 )   PDF (1129KB) ( 14 )  

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采用水热法制备出Ca3(PO4)2:Dy3+纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱对样品进行了分析,主要研究了制备工艺以及Dy3+离子掺杂浓度对材料发光性能的影响规律.研究结果表明:初始溶液pH值为7,反应釜填充度为80;,在180℃条件下反应24 h所得的Ca3(PO4)2:0.02 Dy3+纳米荧光粉发光性能最佳.SEM分析表明荧光粉颗粒的平均粒径为100 nm,分散性好.

不同颜色AlN单晶缺陷研究

徐永宽;金雷;程红娟;史月增;张丽;齐海涛

2018, 47(7):  1340-1345. 

摘要 ( 18 )   PDF (1706KB) ( 34 )  

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通过物理气相传输(PVT)法在石墨系统中制备了绿色、无色和琥珀色氮化铝(AlN)单晶,在金属系统中制备了琥珀色AlN单晶.晶体中杂质含量测试结果表明石墨系统中琥珀色的AlN晶体比绿色和无色AlN晶体C、Si杂质含量低1～2个数量级,金属系统中琥珀色AlN晶体杂质含量最低,C、Si、O元素含量均在1018 cm-3级别.AlN晶体的吸收图谱和光致发光图谱的分析结果表明,AlN晶体存在着位于4.7 eV、3.5 eV、2.8 eV、1.85 eV的4个吸收峰,其中4.7 eV和3.5 eV的吸收峰导致了AlN吸收截止边的红移,该吸收峰分别源于碳占氮位(CN)的点缺陷和VAl与O杂质的复合缺陷,2.80 eV的吸收峰导致了AlN晶体的琥珀色,该吸收峰是C元素和O元素共同导致的,1.85 eV的吸收峰导致了AlN晶体的绿色,该吸收峰是Si元素和C元素导致的.

《人工晶体学报》征稿简则

2018, 47(7):  1345. 

摘要 ( 4 )   PDF (687KB) ( 3 )  

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3 C-SiC表面电子结构及光学性质的第一性原理计算

范梦慧;岑伟富;蔡勋明;廖杨芳;谢晶;谢泉

2018, 47(7):  1346-1352. 

摘要 ( 7 )   PDF (2082KB) ( 15 )  

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采用第一性原理对3C-SiC块体和3C-SiC(111)、(110)和(100)三个表面的电子结构和光学性质进行理论计算.计算结果表明:3C-SiC块体是带隙为1.44 eV的G-M间接带隙半导体,3C-SiC(111)表面是带隙为2.05 eV的M-G间接带隙半导体,3C-SiC(110)表面形成带隙值为0.87 eV的直接带隙半导体;3C-SiC(100)表面转变为导体.由光学性质分析得到,与3C-SiC块体比较,3C-SiC(100)、(110)、(111)表面的介电函数,吸收谱,反射谱,能量损失函数等均出现红移.

不同结构金刚石涂层刀具的制备及性能参数优化

邓福铭;朱灏;王双;郝岑;雷青

2018, 47(7):  1353-1358. 

摘要 ( 7 )   PDF (2579KB) ( 13 )  

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利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)法,选取最佳工艺参数,在硬质合金刀具上制备微米、纳米及微/纳米金刚石复合涂层,采用SEM、Raman光谱、XRD测试分析涂层的表面形貌和化学纯度.结果显示,微米金刚石涂层结晶质量好,晶面取向以(111)(220)为主且金刚石纯度很高,纳米金刚石涂层表面光滑无明显择优取向,微/纳米复合涂层聚具有两种涂层的优点.采用压痕法、划痕法、微粒冲浆喷蚀(MSE)法对涂层的膜/基结合力及耐磨性进行测定.结果显示微米金刚石涂层的膜/基结合力最好,纳米金刚石涂层的最差.微/纳米金刚石复合涂层的耐磨性最好,纳米金刚石涂层的耐磨性最差.

BiOI/BiVO4复合光催化剂的制备及其 可见光光催化性能

韩秀萍;姚秉华;何仰清;潘勤鹤

2018, 47(7):  1359-1365. 

摘要 ( 4 )   PDF (1165KB) ( 10 )  

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采用水热法制备了不同BiOI含量的BiOI/BiVO4复合光催化剂.通过XRD、SEM、XPS及UV-vis DRS等测试技术表征了样品的晶相结构、微观形貌、组成变化及吸光性能.用亚甲基蓝模拟环境污染物,评价了BiOI/BiVO4复合光催化剂的可见光催化活性,结果表明,当BiOI含量为40;,可见光照射100 min时,BiOI/BiVO4复合光催化剂对亚甲基蓝的降解率达81.22;,而相同条件下,BiVO4对亚甲基蓝的降解率仅为33.28;.光催化活性的提高可归因于BiOI/BiVO4异质结的形成,BiOI与BiVO4的能带结构发生了变化,由嵌套式结构变为交错式结构,使异质结表面的光生电子-空穴更有效地分离.

旋涂法制备纳米ZnO阴极涂层及场发射性能

杨延宁;王超;李小敏;张富春;杜永星;王箫扬

2018, 47(7):  1366-1370. 

摘要 ( 8 )   PDF (1516KB) ( 10 )  

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采用水热法制备了烟花状的纳米氧化锌,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征与分析.然后通过旋涂技术将掺入不同质量的氧化锌沉积到镍衬底上,经过热处理后进行了形貌表征和场发射特性的测试.结果表明:制备的样品是六方纤锌矿结构的花状纳米晶,镍基片上沉积的纳米ZnO涂层具有突出的发射体尖端且分布较均匀;在一定范围内,电流密度随掺杂氧化锌粉末的增多而增大,开启场强逐渐下降.原因是随着ZnO的增加,有效地增强了涂层的电子输运能力,增加了有效发射体数目进而提高了场增强因子.最后,分析了涂层的场发射机制.

无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基复合材料性能的影响

陈畅;郭政;伍勇华;史思涛;李国新;苏明周;王会萌

2018, 47(7):  1371-1376. 

摘要 ( 3 )   PDF (2234KB) ( 10 )  

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将无水硫酸钙晶须掺入天然石膏,脱硫石膏和磷石膏三种石膏基体中,研究无水硫酸钙晶须对不同种类石膏基体性能的影响.并利用XRD和SEM分别分析三种石膏基体原材料的物相组成和掺有无水硫酸钙晶须石膏基复合材料的微观性能.结果表明,随着无水硫酸钙晶须掺量的增加,三种石膏基复合材料的凝结时间均缩短,气孔率都先降低后上升.天然石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度和抗压强度较空白样分别增长31.6;和10.7;.脱硫石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为10;时力学性能最优,抗压强度较空白样提高18.5;.磷石膏基复合材料在无水硫酸钙晶须掺量为15;时力学性能最优,抗折强度较空白样提高98.3;.

纳米介孔ZnO@SiO2核壳结构催化剂的制备及其耐酸性能

陈子玉;刘琳;李翰林;潘勤鹤;杨玮婷;任国建;韩秀萍;牛成

2018, 47(7):  1377-1381. 

摘要 ( 7 )   PDF (1503KB) ( 12 )  

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以纳米中空介孔SiO2为壳,制备具有核壳结构的纳米介孔ZnO@SiO2催化剂,采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和比表面积(BET)等进行表征,在酸性介质中测定其光催化活性.实验结果表明:纳米介孔ZnO@SiO2催化剂直径约为50 nm,颗粒均一,分散性较好;在pH大于3的酸性介质中能稳定存在并且保持催化活性;在亚甲基蓝(MB)浓度初始浓度为10 mg/L,催化剂用量5 mg,pH为5时,降解率达到98.6;,循环5次后,催化效率依然在61.5;.该催化剂具有较强的耐酸性能,在酸性染料废水处理中具有巨大的应用前景.

导向剂法制备纳米棒状丝光沸石分子筛及其加氢异构化性能

马宇翔;孙娜;王钰佳;杨占旭;王海彦;杨青松

2018, 47(7):  1382-1387. 

摘要 ( 7 )   PDF (1867KB) ( 10 )  

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以偏铝酸钠为铝源,硅溶胶为硅源,并添加部分导向剂制备出丝光沸石分子筛.通过XRD、SEM、NH3-TPD等表征手段,表明这种制备方法形成的丝光沸石,能够在空间结构上形成纳米棒状的阵列排布.这种合成方式提高了分子筛的比表面积和孔径比,有明显的介孔产生.同时考察了该分子筛在负载一定量Pt的条件下,对于正十二烷在临氢条件下的异构化反应.结果表明,正十二烷的转化率为95.21;,异构烷烃收率为64.27;.

工件自旋转平面磨削单晶功能材料的研究进展

王建彬;周立波

2018, 47(7):  1388-1395. 

摘要 ( 9 )   PDF (2366KB) ( 12 )  

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单晶Si,SiC,α-Al2 O3,LiTaO3等是制作半导体晶圆的常用功能材料,晶圆的精密加工多采用工件自旋转平面磨削(RISG).RISG不同于传统的往复平面磨削,相互接触的砂轮和晶圆绕各自轴线旋转,依靠砂轮的轴向进给磨削.本文介绍了RISG加工的原理及磨粒运动的数学模型,分析了磨纹密度、倾斜角、系统刚度等因素对RISG加工晶圆的平面度和表面粗糙度的影响,并通过分析磨削力探索RISG的材料去除机理,展望了晶圆加工的研究方向.

KH-570硅烷偶联剂表面改性微硅粉分散性研究

张世鹏;铁生年

2018, 47(7):  1396-1401. 

摘要 ( 5 )   PDF (1450KB) ( 12 )  

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采用KH-570硅烷偶联剂在酸性条件下对微硅粉(SF)表面进行了改性,通过控制改性时间和改性剂用量确定了最佳工艺参数,并对改性前后的微硅粉进行了表征,同时测定接枝改性样品表面的羟基数和吸油值,分析其改性效果.结果表明:改性后的微硅粉(KH570-SF)吸油值明显降低,表面羟基数急剧减少,KH-570硅烷偶联剂分子成功的以化学键的形式接枝在微硅粉表面,微硅粉团聚现象减少,分散性得到改善,同时对硅烷偶联剂改性微硅粉机理进行了探讨,结合热重和红外光谱分析表明,KH-570硅烷偶联剂主要通过与微硅粉颗粒表面的-OH形成氢键缔合而吸附到微硅粉颗粒表面上.

第二步离子交换工艺对钠铝硅系玻璃性能的影响

金明芳;何峰;刘锡宇;张卓恒;何怡君;谢峻林;张树岩

2018, 47(7):  1402-1408. 

摘要 ( 9 )   PDF (1216KB) ( 10 )  

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实验采用两步法对玻璃进行离子交换,主要研究经过不同第二步离子交换时间后的玻璃在性能上的区别.本文测试了K+、Na+的分布情况,表面应力及应力深度,弯曲强度,弹性模量,并计算出K+、Na+的离子扩散系数和K+、Na+的扩散活化能.结果表明:经过两步离子交换后,应力层深度、Weibull模量和弹性模量会增加,表面应力和弯曲强度会减小.第二步离子交换温度为340℃,第二步离子交换时间从0.1 h到3 h,在第二步离子交换时间为0.5 h时,K+扩散系数为0.43×10-15 m2/s,K+扩散活化能为144.00 kJ/mol,Na+扩散系数为0.30×10-15 m2/s,Na+扩散活化能为145.93 kJ/mol,比较有利于K+、Na+的扩散.总体上,Na+的扩散系数大于K+的扩散系数,Na+的扩散活化能小于K+的扩散活化能.

镍锌铁氧体Ni(1-x)ZnxFe2O4中锌含量对其微观结构以及磁电性能的影响

刘倩;程琳

2018, 47(7):  1409-1417. 

摘要 ( 3 )   PDF (2131KB) ( 13 )  

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用传统的固相法制备镍锌铁氧体Ni(1-x)ZnxFe2O4(x=0～1.0).样品在1150～1250℃不同温度烧结,得到了纯相的尖晶石结构铁氧体,深入并详细研究了陶瓷样品的结构、微观结构、磁性能以及电性能.研究发现,居里温度随锌含量的增加呈线性增大;磁导率以及饱和磁化强度随着锌含量的增加先增大后减小;矫顽力在不同烧结温度表现出不同的性能特征,在1200℃烧结的样品的矫顽力随着锌的增多先逐渐增大,然后又逐渐减小,而在1250℃烧结的样品的矫顽力随着锌的增加整体逐渐减小;部分样品的介电性能出现了德拜迟豫现象.

不同形貌Bi2WO6的可控合成及光催化机理研究

王江飞;张静;王志猛

2018, 47(7):  1418-1423. 

摘要 ( 2 )   PDF (2415KB) ( 9 )  

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采用水热、溶剂热的合成方法制备了Bi2WO6纳米材料,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和紫外–可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了水热、表面活性剂、溶剂热制备方法及制备条件对Bi2WO6材料的形貌、结晶性、粒径等性质及Bi2WO6可见光催化性能的影响.结果表明:与水热法合成的圆片型和花瓣状Bi2WO6相比,醇热法合成的空心球形貌的Bi2WO6具有最高的光催化效果.随着焙烧温度升高,空心球逐渐塌陷,样品的光催化活性也大幅度下降.捕获剂活性实验表明,空心球Bi2WO6在光催化降解罗丹明B反应中的主要活性物种为空穴(h+)和超氧自由基(·O2-).

Ti3C2 MXene复合材料改善PMMA-LiBH4的储氢性能

陈丹丹;范燕平;陈强;刘宝忠;马名杰

2018, 47(7):  1424-1430. 

摘要 ( 6 )   PDF (2000KB) ( 13 )  

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通过浸渍-还原的方法合成Ti3C2/rGO/MF(三聚氰胺泡沫)复合材料(TGMF),然后将TGMF与PMMA-LiBH4结合,形成PMMA-LiBH4/TGMF(PL/TGMF)复合材料.系统地研究了PL/TGMF的储氢性能.实验表明,与PL/GMF相比,PL/TGMF具有更低的初始放氢温度,且在300～400℃具有较快的放氢速率,虽然PL/TGMF的接触角略有减小,但仍具有较好的疏水性.机理研究表明:低温下LiBH4与PMMA反应生成Li3BO3和LiB5O8,高温下(300～400℃)LiBH4与PMMA、Ti3C2相互作用生成Li2B8O13和TiB12、TiB.

S与Hf/Ta/W掺杂锐钛矿相TiO2电子结构和 光学性质的第一性原理研究

夏桐;方志平;雷博程;刘丹枫;赵璨;刘桂安;黄以能;张丽丽

2018, 47(7):  1431-1437. 

摘要 ( 6 )   PDF (1971KB) ( 11 )  

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运用第一性原理密度泛函理论,计算了S单掺及S和过渡金属X(Hf、Ta、W)共掺锐钛矿相TiO2后的电子结构和光学性质.计算结果表明,S单掺及S和X(Hf、Ta、W)共掺杂锐钛矿TiO2后,带隙变窄,表明掺杂后的体系导电性能增强,其中Ta、W与S共掺后,费米能级穿过导带,表现出n型半导体特征;光学性质结果表明:掺杂后各体系的吸收光谱吸收带边均发生红移,S-Ta共掺和S-W共掺体系红移程度最大,并且在可见光区域出现吸收峰,S-W共掺体系的吸收峰最大,说明了该体系的光催化功能较强.各掺杂体系的反射率主峰均向低能方向移动,共掺移动幅度更大,且S-W共掺体系的反射系数在可见光区最大.各共掺体系的静态折射率依次增大,其中S-Hf共掺体系静态折射率在各体系中最小.

理论研究菱形结构ZnXO3(X=Ge,Sn和Pb)的力学性质

申惠娟;陈星源;牛群磊;徐祥福;何颖君;朱伟玲;赖国霞;马黎政

2018, 47(7):  1438-1443. 

摘要 ( 2 )   PDF (773KB) ( 10 )  

相关文章 | 计量指标

采用第一性原理的方法计算了菱形结构ZnXO3(X=Ge,Sn和Pb)的弹性系数,进一步研究了材料的力学性质,包括计算其力学稳定性,体模量B,剪切模量G,杨氏模量E,泊松比v和硬度等的力学参数.计算结果显示,菱形结构ZnXO3(X=Ge,Sn和Pb)均满足力学稳定条件;ZnGeO3的抗形变能力最强,硬度和刚度最大,但延展性较差;ZnPbO3的抗形变能力最弱,硬度和刚度最小,但具有较好的延展性.另外,计算了材料的力学各向异性系数,结果表明ZnPbO3的力学各向异性效果较为明显.Bader电荷计算结果表明Ge-O,Sn-O和Pb-O主要形成离子键和部分共价键,同时Ge-O键的离子键和共价键的比例介于Sn-O键和Pb-O键之间,与元素的电负性关系吻合.Ge-O,Sn-O和Pb-O键长依次变大,相互作用逐渐减弱,力学性能相应地降低.本文的研究结果可以对菱形结构ZnXO3在相关力学方面的应用提供重要的参考依据.

α-Fe2O3/TiO2光催化剂的制备及可见光催化降解罗丹明B的研究

王福海;付文娣;胡玉婷;刘敏;付孝锦;张金洋

2018, 47(7):  1444-1449. 

摘要 ( 11 )   PDF (1626KB) ( 9 )  

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采用浸渍法制备不同掺杂量的负载型光催化剂 α-Fe2O3/TiO2,通过XRD、SEM-EDX、XPS和N2-sorption等手段对其进行表征,并研究其在可见光照射下对罗丹明B的降解性能.考察了不同掺杂量的复合纳米粒子、不同浓度的H2O2溶液、不同pH等条件对可见光降解罗丹明B的影响.结果表明,复合α-Fe2O3/TiO2催化剂的光催化活性均高于单一的α-Fe2O3或TiO2,其中α-Fe2O3掺杂量为6.0wt;的α-Fe2O3/TiO2的光催化活性和光降解稳定性最好.

宏观内应力掠入射衍射分析中X射线折射作用引入的误差

杜继实;唐兵华

2018, 47(7):  1450-1456. 

摘要 ( 2 )   PDF (1276KB) ( 13 )  

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宏观内应力X射线掠入射衍射分析中,X射线折射作用引入的衍射角测定误差必然对分析产生影响.本文基于数值方法计算了Euler角定位及Hauk角定位的X射线掠入射衍射分析中因X射线折射作用引入的衍射角测定误差及其在几种宏观内应力测试方法中引入的应变测定误差.在一定角度范围内采用侧倾法可避免X射线折射作用引入的应变测定误差,而采用侧倾法及固定X射线有效穿透深度的Ψ-Ω法测试时必须对测定结果进行数据修正.

基于第一性原理的Gd掺杂ZnO电子结构与吸收光谱研究

李聪;张冰;孙霄霄;姜宏伟

2018, 47(7):  1457-1462. 

摘要 ( 4 )   PDF (1175KB) ( 9 )  

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采用密度泛函理论下的平面波赝势方法,建立了未掺杂ZnO和两种Gd掺杂浓度的ZnO模型.结构优化后,对各个模型的电子结构、态密度及吸收光谱进行了计算,其中Gd掺杂模型分别采用电子自旋极化与电子非自旋极化两种处理方式.结果表明:电子非自旋极化条件下,Gd掺杂在ZnO禁带中引入杂质能级,ZnO带隙变宽,导致相应的吸收光谱发生蓝移;考虑电子自旋极化时,Gd掺杂后的体系具有铁磁性,自旋电子在无序磁畴贡献的局部磁场内发生自旋能级分裂,使得带隙变窄,相应吸收光谱发生红移.

衬底对单层二硫化钼光学性质的影响

凌妍;时红艳;田瑞焕;李轩;图德格

2018, 47(7):  1463-1467. 

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为了实现二硫化钼器件化应用,通过机械剥离和PMMA纳米转移相结合的方法,研究二氧化硅、氮化硅和蓝宝石衬底对单层二硫化钼拉曼光谱以及光致发光光谱的影响.实验结果表明,单层二硫化钼在二氧化硅、氮化硅及蓝宝石衬底间转移会释放应力.氮化硅和蓝宝石衬底对单层二硫化钼引入p型掺杂,导致转移后拉曼光谱中的403 cm-1处A1g峰发生0.48 cm-1和1.20 cm-1的蓝移,光致发光光谱中的位于662 nm处的I峰有5.44 nm和12.73 nm的红移.本工作对单层二硫化钼的应用具有重要意义.

低温化学浴制备PbS薄膜和表征及其在太阳能电池中的应用

杜春;高柱仙;张正国

2018, 47(7):  1468-1473. 

摘要 ( 7 )   PDF (1791KB) ( 13 )  

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为得到高质量的PbS薄膜,使用化学浴沉积法在40℃、50℃和60℃的低温下在包覆有TiO2层的FTO衬底上成功制备了PbS薄膜.所制备的PbS薄膜外观光滑、致密,使用X射线衍射、场发射扫描电镜、紫外可见近红外和紫外光电子能谱分析了该薄膜.根据分析结果,运用谢乐公式计算得到以上温度下制备的PbS薄膜的粒径分别为30 nm、36 nm和39 nm,且相应禁带宽度分别估算为1.58 eV、1.38 eV和1.20 eV.通过紫外光电子能谱结果计算出相应功函数分别为-4.90 eV、-4.60 eV和-4.50 eV,结合PbS薄膜的禁带宽度和功函数计算了其导带边和价带边的大小.此外,以spiro-OMeTAD作为空穴传输层,制备了PbS/TiO2太阳能电池,并获得了0.24;的光电转换效率.

变温生长多晶硅对8 inch硅片几何参数影响

曲翔;徐继平;王海涛;何宇;王新;杨凯;王磊

2018, 47(7):  1474-1479. 

摘要 ( 7 )   PDF (2203KB) ( 10 )  

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随着硅片技术的不断发展,硅片背表面沉积多晶硅技术得到了广泛应用.在硅片背表面沉积多晶硅时,温度是其整个过程中最重要的控制参数.通过改变620℃与660℃沉积膜厚比例,测试不同膜厚比例的翘曲、弯曲、晶粒大小、洁净区深度等重要参数,并结合实际需求,确定了以先620℃沉积200 nm,再用660℃沉积600 nm的工艺.该工艺既能满足后道工序对于洁净区的要求,又能有效降低硅片的几何形变.

(Sm1-xAlx)2Ce2O7化合物的热物理性能

赵永涛;汤安;张红松;张冰;徐晓东

2018, 47(7):  1480-1485. 

摘要 ( 12 )   PDF (1345KB) ( 9 )  

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以Al2O3、Sm2O3和CeO2为原材料,采用固相反应法制备了(Sm1-xAlx)2Ce2O7化合物.对其相结构,显微组织和热物理性能进行了研究.结果表明,合成的(Sm1-xAlx)2Ce2O7化合物具有单一的萤石型晶格,该化合物致密度均在90;以上,晶粒界面明显.三价铝离子的引入能明显降低其导热性能,热膨胀性能虽虽然有所降低,但高温热膨胀系数大于YSZ,满足热障涂层的要求.

Eu2O2S的一步溶剂热法合成、表征及性能研究

许少俊;王越;王恺伦;任建民;连景宝

2018, 47(7):  1486-1490. 

摘要 ( 19 )   PDF (1837KB) ( 10 )  

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以六水硝酸铕、无水乙醇、乙二胺和升华硫为实验原料,采用一步溶剂热法成功合成了Eu2O2S.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis absorption)对合成产物进行了表征.XRD和FT-IR表明Eu3+离子与升华硫的摩尔比m、合成温度和合成时间对产物的物相组成有显著的影响.FE-SEM照片显示,随着反应条件的改变,产物形貌由类球状转变为虾片状,对应的颗粒尺寸由20 nm增加至200 nm.UV-vis表明Eu2O2S在以290 nm为中心的紫外光区存在宽带吸收,其禁带宽度约为4.3 eV.

石墨相氮化碳基复合光催化剂的研究进展

李娟;赵丹;马占强

2018, 47(7):  1491-1499. 

摘要 ( 20 )   PDF (3495KB) ( 16 )  

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石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种新型的可见光光催化材料.通过构建耦合半导体复合物提高光生载流子的分离效率是目前增强光催化活性的有效方法之一.本文对g-C3N4基复合光催化材料的研究进展进行了综述,主要介绍了金属氧化物、金属硫化物、Ag系半导体、Bi系半导体与g-C3N4构筑复合物的相关研究,此复合物在光催化降解污染物、光解水制氢、光催化抗菌及光催化还原CO2为碳氢燃料等应用领域展现出优于单一g-C3N4的性能.

倒置平面结构(p-i-n型)钙钛矿太阳能电池研究进展

王营霞;龙翔宇;龙伟

2018, 47(7):  1500-1505. 

摘要 ( 64 )   PDF (939KB) ( 41 )  

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自从2009年钙钛矿结构的材料首次应用到太阳能电池研究领域,由于其具有多方面优异的性能,在短短的几年内便得到了迅速的发展.目前,钙钛矿太阳能电池的最大光电转换效率已经达到了22.7;,且有进一步提升的趋势.相比于正置结构的钙钛矿太阳能电池,倒置平面结构的钙钛矿太阳能电池具有更低的成本和更简单的制备工艺,有望实现规模化应用.本文重点介绍了倒置结构钙钛矿太阳能电池的研究进展.首先介绍了钙钛矿太阳能电池的发展历程,然后详细介绍了倒置平面结构(p-i-n型)太阳能电池的结构和研究现状,最后总结了目前钙钛矿太阳能电池研究面临的几个亟需解决的问题,并对钙钛矿太阳能电池的研究和应用前景进行了展望.