低真空条件下制备的银薄膜的电阻率特性及结构

研究了在2.2 Pa低真空条件下用直流溅射法制备的银薄膜的电阻率特性和薄膜结构.实验表明,薄膜厚度对薄膜电阻率有显著影响,随膜厚的增加薄膜电阻率降低,在膜厚大于200 nm时趋于稳定,电阻率为2.54×10-8Ω.m.薄膜表面和晶粒间界对传导电子的散射导致了银薄膜电阻率的尺寸效应.研究结果表明,可以在2.2 Pa的低真空条件下制备金属银薄膜,将银靶用于目前大学物理实验课中金属薄膜制备及金属薄膜电阻率测量实验是可行的.     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法.理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数.结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80 nm后,两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓.实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80~160 nm之间.     

晶粒尺寸对La0.83Na0.17Mn0.90Fe0.10O3磁性和输运性质的影响

本文研究了纳米相和体相多晶样品La5/6Na1/6Mn0.90Fe0.10O3的结构、磁性和输运性质.XRD谱图表明两样品都是单相的钙钛矿结构.随着晶粒尺寸的减小晶粒表面处的自旋无序增多,使居里温度降低,同时使自旋相关电子在晶界处的散射增强,提高了材料电阻率.纳米粒子的尺寸效应提高了材料的低场磁电阻;晶粒表面自旋无序的增多使电子在晶粒表面的二阶隧道效应增强,提高了高场磁电阻效应.零场电阻率的拟合结果也表明晶粒尺寸的减小使自旋无序增加.     

强磁场对不同厚度Fe-Ni纳米多晶薄膜的生长过程及磁性能的影响

有无6 T强磁场条件下, 利用分子束气相沉积方法制备了21 nm和235 nm厚的Fe-Ni纳米多晶薄膜. 研究发现, 0 T时, 21 nm厚的薄膜是晶粒堆叠而成, 晶粒尺寸为6–7 nm; 6 T时, 21 nm厚的薄膜首先在基片表面形成了晶粒相互连接的5 nm平坦层, 晶粒沿基片表面拉长, 随后以6–7 nm尺寸的晶粒堆叠而成; 0 T时, 235 nm厚度的薄膜生长初期平均晶粒尺寸为3.6 nm, 生长中期平均晶粒尺寸为5.6 nm, 生长末期薄膜近似柱状方式生长, 晶粒沿生长方向拉长; 6 T时, 235 nm厚度的薄膜在基片表面也形成了晶粒相互连接的5 nm平坦层, 晶粒沿基片表面拉长, 随后以尺寸均匀的6.1 nm晶粒堆叠而成; 而且, 6 T强磁场使得不同厚度薄膜的面外与面内矫顽力都降低.     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法．理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数．结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80nm后．两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓．实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80～160nm之间．     

晶粒尺寸对薄膜电阻率温度系数的影响

报道了Ｐｄ薄膜电阻率温度系数（ＴＣＲ）随不同薄膜厚度和不同退火温度的变化．实验结果表明：薄膜ＴＣＲ值远小于体材料的值，且对晶粒尺寸有一定的依赖关系；薄膜晶粒尺寸越大，其ＴＣＲ值也越大。采用晶粒间界散射的二流体模型对此结果进行了讨论。 关键词：     

Co1-xNixSb3-ySey热电输运中晶界和点缺陷的耦合散射效应

结合机械合金化与放电等离子烧结工艺制备了Ni和Se共掺的细晶方钴矿化合物Co1-x NixSb3-ySey,研究了晶界和点缺陷的耦合散射效应对CoSb3热电输运特性的影响.通过Ni掺杂优化载流子浓度提高功率因子.在x=0.1时,功率因子达到最大值1750μWm-1K-2(450℃),是没有掺Ni试样的两倍.晶界和点缺陷的耦合散射机理使晶格热导率急剧下降,其中Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的室温晶格热导率降低至1.67Wm-1K-1,接近目前单填充效应所能达到的最低值1.6Wm-1K-1,其热电优值ZT在450℃时达到最大值0.53.将Callaway-Von Baeyer点缺陷散射模型嵌入到Nan-Birringer有效介质理论模型,对晶界散射和点缺陷散射的耦合效应对热导率的影响进行了定量分析,模型计算与实验结果符合.理论模型计算表明,当晶粒尺寸下降到50nm同时掺杂引入点缺陷散射后,Co0.9Ni0.1Sb2.85Se0.15的晶格热导率下降到0.8Wm-1K-1.     

GaN薄膜的热导率模型研究

准确预测GaN半导体材料的热导率对GaN基功率电子器件的热设计具有重要意义.本文基于第一性原理计算和经典Debye-Callaway模型,通过分析和完善Debye-Callaway模型中关于声子散射率的子模型,建立了用于预测温度、同位素、点缺陷、位错、薄膜厚度、应力等因素影响的GaN薄膜热导率的理论模型.具体来说,对声子间散射项和同位素散射项基于第一性原理计算数据进行了系数拟合,讨论了两种典型的处理点缺陷和位错散射的散射率模型,引入了应用抑制函数描述的各向异性边界散射模型,并对应力的影响进行了建模.热导率模型预测值和文献中典型实验数据的对比表明,基于第一性原理计算数据拟合的热导率模型和实验测量值总体符合较好,300 K温度附近热导率数值及其随温度变化的趋势存在20%左右的偏差.结合实验数据和热导率模型进一步确认了第一性原理计算会高估同位素散射的影响,给出了薄膜热导率随薄膜厚度、位错面密度、点缺陷浓度的具体变化关系,同位素和缺陷散射会减弱薄膜热导率的尺寸效应,主要体现在100 nm附近及更小的厚度范围.     

透明陶瓷透光性能的影响因素

 研究了影响激光透明陶瓷透光性能的主要因素,讨论了陶瓷内部气孔和杂质颗粒等散射粒子、晶界结构中晶界折射率与晶粒折射率的差异以及晶界表面粗糙度等因素对陶瓷透光性能的影响,并定量分析了激光陶瓷透过率随气孔尺寸、气孔率、晶粒相对晶界折射率以及晶界表面粗糙度的变化关系。结果表明： 陶瓷的透过率随着气孔率的减小而增大,但透过率随气孔尺寸的增大而呈现出周期性振荡,且当气孔尺寸与入射光波长可比拟时,陶瓷的透过率会明显降低;在晶界结构中,晶界的折射率与晶粒的折射率相差越小,陶瓷的透过率就越高;晶界表面粗糙度越大,透过率越低。然而,晶界折射率不同于晶粒折射率,这使得其陶瓷透过率降低的程度比对晶界表面粗糙度的影响明显得多。在陶瓷制备过程中,需要重点排除尺寸与入射波长可比拟的气孔, 以抑制晶界结构中第二相的产生。     

电子束蒸发氧化锆薄膜的粗糙度和光散射特性

利用电子束蒸发工艺，以Ag层为衬底，沉积了中心波长为632.8nm的氧化锆(ZrO₂)薄膜，膜层厚度在80—480nm范围内变化.研究了不同厚度样品的粗糙度变化规律和表面散射特性.结果发现，随着膜层厚度的逐渐增加，其表面均方根(RMS)粗糙度和总积分散射(TIS)均呈现出先减小后增大的趋势.利用非相关表面粗糙度的散射模型对样品的TIS特性进行了理论计算，所得结果与测量结果相一致. 关键词： 氧化锆 表面粗糙度 标量散射 电子束蒸发     

Enhanced Raman scattering from nano-SnO2 grains

We present the Raman spectra of nano-SnO_{2} grains with sizes from 4nm to 80nm excited by 532nm and 1.06μm lines. The enhanced Raman scattering of the nanograins is observed for both exciting lines when the grain size is less than 8nm. The less the grain size is, the more intensely the Raman scattering is enhanced. According to our results, the enhancements of the Raman intensity are a few tenfolds and different for different exciting lines when the grain size is 4nm. It can be attributed to enhanced Raman scattering by electron－hole pair excitations in the nanograins that originate from sub-microscopic (10nm) size and other defect- and surface-related features. A critical size that divides respective predominance of bulk properties and the defect-, surface-, and size-related features can be determined to be about 8nm.     

考虑晶粒分布的多晶体材料超声散射统一理论

现有超声散射统一理论可通过多晶体材料的微观结构和力学特性,实现全频域范围内衰减和相速度的正演建模,但其忽略晶粒尺寸分布的影响,进而降低了正演模型的计算精度.本文对不均匀介质的波动方程进行二阶Keller近似,用全频域格林函数推导介质中的平均波;以截断对数正态分布描述晶粒分布,构建加权的空间相关函数;结合材料的弹性模量协方差,建立含晶粒分布的超声散射统一理论,揭示晶粒分布对超声散射的影响规律;制备304不锈钢试块并开展超声散射实验.结果表明考虑晶粒分布特性后,纵波衰减谱和相速度谱相对于实验结果的相异性降低约49%和64%,横波衰减谱和相速度谱相对于实验结果的相异性降低约12%和4%.可见,本文的统一理论模型能有效修正晶粒分布导致的衰减谱和相速度谱偏差,为晶粒分布反演评价提供理论基础.     

基于AgI2-缔合微粒共振散射效应测定阳离子表面活性剂

在pH 3.5 NaAc-HCl介质中,Ag 与过量的I-形成可溶性AgOI2-;当十六烷基三甲基溴化铵(CT-MAB)与AgI2-共存时形成粒径为700 nm的(CTMA-AgI2)n缔合微粒,在360 nm处产生一个共振散射峰,在470 m处产生一同步散射峰.CTMAB浓度cCTMAB在2.0～50.0×10-7mol·L-1范围内与散射光强度I360nm呈线性关系,回归方程为I360nm=2.03×107 cCTMAB 0.48,相关系数r为0.998 5,检出限为8.0×10-8mol·L-1.据此建立了一个测定阳离子表面活性剂含量的共振散射光谱法,用于水样分析,结果满意.共振散射光谱和激光散射研究表明,CTMAB 与AgI2-可通过静电力形成疏水性的CTMA-AgI2缔合物分子,该缔合物分子自动聚集形成稳定的(CTMA-AgI2)n缔合微粒.由于该缔合微粒仅在360 nm处产生共振散射效应,故体系呈乳白色.     

考虑界面散射的金属纳米线热导率修正

理论分析了声子和电子输运对Cu, Ag金属纳米线热导率的贡献. 采用镶嵌原子作用势模型描述纳米尺寸下金属原子间的相互作用, 应用平衡分子动力学方法和Green-Kubo函数模拟了金属纳米线的声子热导率; 采用玻尔兹曼输运理论和Wiedemann-Franz定律计算电子热导率; 并通过散射失配模型和Mayadas-Shatzkes模型引入晶界散射的影响. 在此基础上, 考察分析了纳米线尺度和温度的影响. 研究结果表明: Cu, Ag纳米线热导率的变化规律相似; 电子输运对金属纳米线的导热占主导地位, 而声子热导率的贡献也不容忽视; 晶界散射导致热导率减小, 尤其对电子热导率作用显著; 纳米线总热导率随着温度的升高而降低; 随着截面尺寸减小而减小, 但声子热导率所占份额有所增加. 关键词： 纳米线 热导率 表面散射 晶界散射     

Electron relaxation and transport in nanostructured and bulk silica

Processes of ballistic and hot electron relaxation in extended bulk as well as nanostructured silica have been analyzed by means of a phonon-based scattering model and respective Monte-Carlo computer simulation. Optical as well as acoustic phonons are taken into account. Trajectories of electrons and their energy attenuation in nanostructured silica are additionally affected by scattering processes at the grain boundaries between the nanoparticles, i.e. by surface phonon as well as potential scattering. Moreover, a flatter conduction band and a higher effective electron mass have been taken into account too. According to these calculations, electrons with an initial energy of several eV, but still below the valence band ionization threshold, were thermalized in 50–300 fs increasing with the silica grain size from 1 nm up to bulk material. The electron emission probabilities over the surface barrier into vacuum are extended up to depths of 60–100 nm, respectively, increasing with enhancement by an electric field.     

抗凝血酶Ⅲ的免疫共振散射光谱分析

在pH 7.2的Tris-HCl缓冲溶液中和聚乙二醇6000（PEG-6000）存在下,羊抗人抗凝血酶Ⅲ与抗凝血酶Ⅲ（AT-Ⅲ）发生免疫反应形成疏水性的免疫复合物微粒,导致体系的共振散射强度增强,在波长为368,491和538 nm处出现3个共振散射峰,其中491 nm处的峰最强。分别考察了pH、AT-Ⅲ和PEG-6000浓度、温育时间和温度、共存物质的影响。在选定条件下,AT-Ⅲ浓度在62.5～875 ng·mL-1范围内与491 nm处体系的散射强度呈良好的线性关系,其回归方程为ΔI_RS=62.5c+1.36,相关系数为0.996,检出限为29.4 ng·mL-1。该方法简便、灵敏和选择性好,用于人血中AT-Ⅲ含量的测定,结果满意,回收率在90.2%～108.9%之间。     

基于自回归模型的超细颗粒动态光散射模拟

为了获取超细颗粒动态散射光模拟信号, 在分析超细颗粒动态散射光信号特性的基础上, 通过建立动态光散射随机过程的自回归(AR)模型, 利用Levison-Durbin递推算法确定模型参数, 并给出了单峰、双峰分布颗粒信号模拟的模型阶数确定方法, 从而提出了一种基于AR模型的态光散射信号模拟方法。分别对50 nm, 300 nm, 1000 nm, 50 nm与1000 nm, 100 nm与500 nm, 300 nm与1000 nm的单峰、双峰分布颗粒在模型阶数分别为1, 1, 1, 57, 28, 40时进行了模拟, 得到的模拟信号的光强自相关函数与理论值吻合, 用累积法对单峰分布颗粒反演和双指数法对双峰分布颗粒反演, 相对误差分别小于0.58%和3.7%, 因此, 单峰分布颗粒信号模拟需一阶模型, 双峰分布颗粒信号模拟粒径不同所需阶数不同。     

The microstructure of hydrogen- and deuterium-doped nanocrystalline palladium studied by small-angle neutron scattering

By means of small-angle neutron scattering the microstructure of two nanocrystalline Pd samples (prepared by inert gas condensation) has been studied at room temperature in a Q-range from [0pt] to [0pt] . An additional subsequent doping of the two samples with H as well as with D (concentrations < 4 at%) caused contrast variations that provided more detailed structural information. The measured scattering intensity was modeled by a Porod contribution from large heterogenities (e.g. pores) and a contribution from spherical grains with a log-normal distribution of their radii. To account for the presence of grain boundaries, the grains were considered to be surrounded by a shell with a reduced Pd density and a thickness half as large as the thickness of the grain boundaries. For the above model, the data of the H-doped, D-doped and undoped sample were simultaneously fitted with one single set of adjustable parameters. The fits yielded for the two samples volume-weighted mean grain radii of 10 nm and 13 nm. The values for the grain boundary thickness lie between 0.2 and 0.8 nm. Almost all of the H- and D-atoms are, at low hydrogen concentrations, located in the grain boundaries. Received 1 May 2000     

碘金酸-阳离子表面活性剂缔合微粒体系的吸收光谱研究及分析应用

在 0 0 1mol·L-1HCl介质中 ,[AuI4]-在 35 0nm处有一吸收峰 ;当十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与 [AuI4]-共存时体系呈红紫色 ,在 5 2 0nm处产生一新的吸收峰。CTMAB浓度在 0～ 7 0× 10 -5mol·L-1范围内符合比耳定律 ,回归方程为A52 0nm =0 989× 10 4cCTMAB +0 0 138,相关系数R为 0 9997,摩尔吸光系数ε为 1 0 5 8× 10 4L·mol-1·cm-1,据此建立了一种测定阳离子表面活性剂含量的分光光度新方法 ,并用于合成样品和新洁尔净样品中阳离子表面活性剂测定 ,结果满意。共振散射光谱研究表明 ,[CTMAB]+ 与 [AuI4]-可通过静电引力作用形成疏水性的 (AuI4 CTMAB)缔合物分子 ,并进一步聚集形成稳定的 (AuI4 CTMAB) n 缔合纳米微粒。由于该缔合纳米微粒在 5 80和 4 70nm处产生共振散射效应 ,故体系呈红紫色。     

纳米二氧化钛材料的相变和声子限制效应(英文)

拉曼光谱用于研究二氧化钛材料的相变和声子限制效应。化学溶液方法制备了TiO2纳米晶材料。其平均粒度为 6 8- 2 7 9nm。最低频率 1 5 2cm- 1 Eg 模随粒度减小出现蓝移和加宽。在声子限制模型下 ,理论上对不同粒度的TiO2 纳米晶 (6 8,1 0 3和 2 7 9nm)的频移和线宽进行计算 ,结果与实验吻合得很好。研究了TiO2 纳米晶锐钛矿 -金红石相变 ,其相变温度为 6 5 0 - 6 90℃ ,比体块TiO2 的相变温度 1 0 0 0℃低 ,表明了相变的尺寸效应