纳米固体材料

纳米固体材料是80年代研制成功的一种具有新型结构的材料.它是由粒度为1-15nm的超微粒子,在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料.它包括纳米金属、陶瓷、非晶态材料及复相材料等,也可分为纳米晶态材料和晶态玻璃,即纳米晶态材料的纳米颗粒可以是晶体,也可以是非晶.纳米固体材料的结构既不同于长程有序的晶体,也不同于长程无序、短程有序的非晶态玻璃,而表现为长、短程均无序的“类气体”固态结构.纳米固体材料是无数微粒子的聚合体,界面原子的比例很高,而纳米材料颗粒之间通过界面发生相互作用,会在颗粒之间产生量子输运的隧道效…     

纳米固体——结构像气体的新型材料

 80年代中期联邦德国和美国的一些材料科学家们在实验室里首先制造出了一种新型的固体材料.它是由尺寸仅为几个纳米(10^-9米)的超细微粒压制而成的人工凝聚态固体,通常称之为纳米固体材料或纳米尺度材料.对这种材料的研究发现,它具有全新的“类气态”（gas-like）结构,性能十分奇特.如纳米固体铁的断裂应力比常规铁材料一下子提高了近12倍;纳米固体铜又比一般铜材料的热扩散增强了近一倍.更为奇怪的是,普通状态下呈脆性的陶瓷,在纳米固体材料中却能被弯曲,其塑性形变竟然高达100％.这使得长期为增强陶瓷韧性而费尽心血的科学工作者们大为振奋.纳米固体材料的一系列特性,引起了科学家们的浓厚兴趣,并积极开展了对这种材料的结构特点、制造方法、特性和应用的研究.     

二维共价有机骨架中的直接激子和间接激子

本文利用基于GW方法和Bethe-Salpeter方程的第一性原理计算,研究了两种二维共价有机骨架材料(COF)的激发态性质. 单层COF是直接带隙材料,而体相COF呈现间接带隙. 根据直接激子计算的体相COF的光学带隙和吸收光谱与实验一致,而由位于导带底的光生电子和位于价带顶的空穴形成的间接激子能量的理论计算值远低于实验荧光光谱的测量值. 研究表明,可以排除间接带隙COF材料的发光由声子主导的可能性. 研究认为体相COF的发光可能源于缺陷处直接激子的复合. 体相COF的AA堆叠结构导致其带隙是间接的. 如果将堆叠方式由AA变成AB,体相COF将转变成直接带隙材料,它的发光效率可能会增强.     

电色显示及其进展

一种新型的显示器——电色显示器正受到人们的广泛重视.显示的基本原理是,在外电场作用下在显示材料中可逆地注入离子和电子,形成着色中心,对可见光引起选择吸收作用,形成着色.颜色可以从无色到深蓝色连续变化.改变电场方向,则离子和电子退出电色材料,着色消失.与光电二极管、液晶显示系统相比,它具有下列优点:大视角、高对比度、耗电少、制造简单、能作大面积平板显示,尤其是它具有着色开路记忆,即着色后去掉器件工作电压仍保持原有颜色、只有加上反向电压时才褪色.因而,这类显示器可广泛用于手表和大屏幕显示. 电色材料可由有机或无机材料…     

黄散射──杂质或缺陷引起的漫散射

X射线与物质相遇时,会被物质原子的电子所散射.它在物质结构分析方面有着非常广泛的应用.对于完整晶体,如果入射与散射的X射线波矢差等于晶体倒格矢,则会出现布拉格峰,峰高与样品的体积平方成正比,而峰宽则反比于晶体尺寸.对于大块样品来说,布拉格峰非常尖锐. 然而,实际材料往往偏离严格的周期排列.其原因可以是晶格原子的热运动,它在布拉格峰附近产生附加的散射强度,被称为热漫散射;另一种可能的漫散射的机制是由材料中外来杂质与缺陷引起的,它是由黄昆先生首先提出并在理论上作出分析. 1947年,在莫特教授建议下,黄先生定量地研究了稀固溶…     

国外物理科普杂志精文提要

 H.谢尔等《输运和弛豫出的时标不变性》1月号在许多无序材料中看到标度不变动力学现象.分散运动可定量解释非晶半导体和绝缘体、聚合物薄膜、分子固溶体和玻璃等材料输运和迁移的测量中的普遍特性.文章讨论无序半导体中的电荷输运,论及它的实验和机制、弛豫规律.最后讨论玻璃材料中的弛豫.由上可见,无序系统中的输运和弛豫特性可归因于事例间时间的长尾分布,而这一分布限制了运动.     

磁光盘静态测试仪

本文描述了一台由金相显微镜改装的,可擦重写磁光盘材料的评价装置。它具有激光功率,脉宽以及外磁场变化范围大的特点。同时,能进行材料读写性能,灵敏度,均匀性和重复擦写次数的测量。全部测量过程都由计算机控制,操作方便。使用结果表明,它是评价光盘材料和制盘工艺的有用设备。     

GaAs/GaAlAs异质NIPI超晶格的光荧光谱

异质NIPI超晶格结构的基本单元是由n型和p型的宽禁带材料薄层及插在它们中间的不掺杂窄禁带材料层组成,如nGaAlAs-不掺杂GaAs-pGaAlAs-不掺杂GaAs四层结构,其中Ⅰ代表不掺杂层.它是组分超晶格和掺杂超晶格结合,因而具有许多新的性质,例如空间电荷分离,载流子局域在未掺杂区内等.这个结构最早是由德国的Dõhler等所研究.     

简易电子示波器

在中学物理教学中,学生对电流、电压的波形常常感到抽象,不易掌握.列宁说:“理论由实践赋予活力,由实践来修正,由实践来检验”1).我们如果能利用示波器把特定的波形直接在屏上显示出来,将能收到良好的效果. 最近,我校利用廉价材料试制成功一台电子示波器,它能显示整流后脉动电压波形、二极管和三极管的特性曲线、音频电压、高频调幅波等波形,并能用于放大器的放大作用和失真现象的演示,适于中学的物理教学使用. 这台示波器,材料少,线路简单.全机只用四只电子管,各种零件尽量采用处理品,和通用零件,因而便于自制.这台示波器全部成本不到30元.…     

超微粒子—半导体薄膜材料的结构和特性

超微粒子是指十分之一微米以下的粒子.如果由2-200个原子组成的粒子,则可称为原子团.超微粒子和原子团具有不同于原子物理也不同于固体物理所描述的结构和特性,属于非平衡态体系,是材料领域内的重要的研究课题.如肥超微粒子与半导体相结合,则可使半导体起到降低超微粒子的界面位垒的作用,而保持超微粒子某些独特性能,因而使此种材料具有光电信息材料的许多特性,例如高的光吸收系数,较高的光电量子产额,极快的光电响应速率等,它可用于超短光脉冲检测,可实现大功率超短光脉冲到电脉冲的转换,实现高效率的光电转换等.因此,它可能对光计算机、太…     

金属超晶格的实验研究

金属超晶格是近几年发展起来的一种人造多层材料,它具有一些新的独特的性质.金属超晶格还是研究各种理论模型的理想材料,并具有广阔的应用前景,正受到理论和实验物理学家的广泛注意.蔡建华、王迅等人曾对近期的理论研究作过评述[1-3],本文将介绍有关实验工作. 一、样品制备 金属超晶格是由二种不同材料交替淀积在村底上而形成的,衬底交替暴露在各别源束流内,束流源可采用热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、离子束溅射和分子束外延生长等. 杨海清等人最近描述了一个由计算机控制的四枪溅射系统[4].该系统采用涡轮分子泵,抽速400l/s,通过15cm直径…     

直流场中超导体-铁磁体的低频磁屏蔽特性（英文）

超导体-铁磁体超材料在静磁场中具有有效的磁屏蔽特性.大部分超材料都是由超导材料和铁磁材料组成,而这种材料的性能主要取决于构成材料的结构,几何尺寸及每种材料的磁导率.本论文将麦克斯韦方程和超材料的设计结合起来,提出一种超导体-铁磁体超材料系统.该系统由两种材料的同轴圆柱体构成,我们研究该系统在直流磁场环境下的屏蔽特性.通过改变屏蔽圆柱体的几何尺寸,我们计算出屏蔽效能从而得到最优屏蔽结构.本论文的工作旨在为核磁共振成像及降低医学器械中的磁场特性提供有效的理论依据.     

含负折射率材料的Thue-Morse序列结构的光学透射谱

讨论了由正折射率材料和具有色散的负折射率材料构成的Thue-Morse序列结构的透射谱,用传输矩阵元的递推关系式计算透射率.数值计算结果表明,这种系统存在一个n=0带隙,它与Bragg带隙相比,对入射角变化和电场偏振方向的变化更不敏感.此外,带隙的位置不随序列阶数的不同而变化.同时,对TM序列结构完全透射态的场分布进行了研究,发现光强的分布具有与晶格结构相似的分布.     

低温等离子体中材料表面性能的改变

在低温等离子体的特殊状态下,等离子体中的电子、离子、中性粒子和光子与材料表面相互作用,在材料表面发生复杂的物理过程和化学反应,使材料表面的结构、成分和性能发生变化,这就是等离子体中材料表面性能的改变或称改性.这种改性方法可适用于金属、半导体、天然高分子和人工合成高分子以及复合材料. 低温等离子体一般指的是电子温度在十个电子伏(或十万度)以下的等离子体.它由带电粒子、中性粒子和光子组成.带正电粒子与带负电粒子的总电荷量相等,因而总体上是电中性的.在等离子体中存在着电子碰撞激发和退激发,光激发和自发辐射衰变,电子…     

评<非平衡定态相图--人造金刚石的低压气相生长热力学>一书

<非平衡定态相图--人造金刚石的低压气相生长热力学>一书于2000年3月由科学出版社出版,这是复旦大学王季陶教授得到国家自然科学基金委员会优秀研究成果专著出版基金资助的出版物.书名中有两个关键词引人注目.其一是广为人知的"金刚石",自古以来它以其璀璨夺目而一直是人们心目中的宝石之王;到近代人们又认识到它是具有最高硬度和弹性模量的超硬材料,但它的其他优异性能和潜在的高技术应用还远超出一般人所知的范围.     

利用干涉光刻和双光子聚合技术制造带有功能缺陷的二维光子晶体

光子晶体是一种介电常数呈周期性变化的介质材料,它由介电常数不同的两种材料周期排列组成,因其周期性而产生了光子禁带,为了产生比较大的光子禁带宽度,这两种材料的介电常数比一般大于2,光子晶体可以使某一频段上的光波无法通过,继而达到滤波的目的.设计了在硅基底上制作六边形孔阵的二维光子晶体的方法,这个结构具有特殊的光学特性；经...     

从2010年诺贝尔物理奖谈起

2010年的诺贝尔物理奖由两位原籍前苏联,目前在英国曼彻斯特(Manchester)大学任教的安德烈·盖姆(Andre Geim)(见图1)和康斯坦汀·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)(见图2)获得.他们在材料力学方面制成石墨烯(Graphene),它是已知的最薄的材料,它有可能在手机、超级电脑、太阳能触摸屏、发光板等领域有实际的应用价值,这个成果也进一步推动量子物理学的深入研究.     

SiO2包覆上转换发光材料Na(Y0.57Yb0.39Er0.04)F4的研究

近年来上转换发光材料在荧光标记中由于其独特的优势引起人们极大的关注.但在某些应用过程中出现分散性不好和易于沉降的缺点,影响了它作为荧光探针的应用.为了改善这种状况,制备了一种由二氧化硅包覆的上转换发光材料.并用红外光谱、扫描电镜、透射电镜等手段对材料进行了表征.结果表明二氧化硅已经包覆到上转换材料上,并且在实验条件下制备的产物粒径较小,颗粒为均匀的球形,二氧化硅包覆层厚度大约为10nm.实验还对包覆条件进行了探索,得到最佳实验条件为:试验选用正丁醇作溶剂,体积为100mL;用氨水作分散剂;催化剂水和正硅酸乙酯的量的比应是1:1,反应时间为40min.     

一种由电子能量损失谱计算过渡金属d电子数的优化方法

提出了一种由电子能量损失谱(EELS)计算过渡金属d电子数的“浮动窗口”方法,该方法是对现有方法的优化,它消除了现有方法中存在的严重的系统误差,能达到较高的精度. 它的应用对于认识元素合金化后d电子数的变化以及电子结构与材料性能的关系具有重要意义. 关键词： 电子能量损失谱 浮动窗口方法 d电子数     

左旋物质

最近在美国波士顿召开的“电磁学研究进展年会”上最为热门的话题是“左旋物质 (Ｌｅｆｔ-ＨａｎｄｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ ,简称ＬＨＭ) .左旋物质是指其介电常数和导磁率都是负值的物质 ,在世界上对电场或磁场中的任一种具有负响应系数的材料已经是极其稀少 ,更不用说对两个场都具有负响应效应的材料了 .当光线入射到左旋物质的样品时 ,它具有负的折射率 ,即光的折射方向是与一般材料的折射方向相反 .由于这种特性 ,左旋物质就成为固态滤波器以及各种天线的首选材料 .左旋物质一般都是金属材料 ,它们由Ｃ -型金属环 (即半环谐振器ｓｐｌｉ…