第三代稀土永磁材料——钕、铁、硼

 永久磁体是一种不需要消耗电能就能够持续地提供磁场的物体.永久磁体是由永磁材料(又称硬磁材料或恒磁材料)做成的.人类生产和利用永磁材料已有几十年的历史.随着科学技术的不断发展,工业生产对永磁材料的需求量迅速地增长,现在永磁材料已成为机电工业的基础材料之一.据不完全统计,全世界永磁材料的总年产量,1964年为1.5万吨,1974年为5.8万吨,1984年为17.5万吨,估计1994年将达到30万吨.     

光学材料 红外、紫外、X射线材料

O434.2 2006043639CaSiO3∶Mn ,Pb-B2O3系化合物的合成及其UV和VUV发光特性=Synthesis and luminescent characteristics ofCaSi O3∶Mn,Pb-B2O3phosphors under UV-VUV excita-tion[刊,中]/张稚雅(兰州大学物理科学与技术学院功能与环境材料研究所.甘肃,兰州(730000)) ,王育华∥功能材料.—2006 ,37(2) .—185-187采用高温固相法合成了CaSi O3∶Mn,Pb-B2O3系列化合物并研究了其在紫外和真空紫外区域的发光特性,探索了其作为高亮度发光材料的可能性。图8参12(于晓光)光学材料 红外、紫外、X射线材料…     

高温压电材料、器件与应用

作为重要的功能材料,压电材料已经在国民经济的多个领域里有着重要应用.随着现代工业的快速发展,特别是新能源、交通和国防工业的高速发展,功能材料的应用已经从常规使用转向极端环境下的服役.本文综述了具有高居里点的压电材料,包括钙钛矿型压电陶瓷、铋层状结构氧化物压电陶瓷、钨青铜结构压电陶瓷以及非铁电压电单晶等;介绍了其晶体结构特征和高温压电性能、最新研究进展,并列举了一系列的高温压电器件和应用,包括高温压电探测器、传感器、换能器和驱动器等.另外,本文总结了高温压电材料的热点研究问题,并展望了今后的发展方向.     

氧、硼、磷掺杂对氢化非晶硅中铒1.54μm发光的作用

利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)技术生长氧、硼、磷掺杂的氢化非晶硅薄膜.在室温下注入铒离子后研究三种掺杂元素对铒离子发光的作用.室温下观察到很强的光致发光现象.氧的引入并且和铒离子形成发光中心,提高了铒离子的发光强度.退火实验表明氧、硼、磷的掺杂补偿了材料中的缺陷,提高了氢的逃逸温度,改善材料的热稳定性,使材料的退火温度因掺杂元素的加入而提高,铒的发光得到增强.讨论了铒离子的发光机制.     

铁电材料中的电畴:形成、结构、动性及相关性能

铁电材料的研究有近百年的历史,而铁电畴的存在是铁电材料最基本的微观结构特征.随着材料制备和表征技术的发展,铁电畴的排列组合方式对材料性能的影响越来越凸显.而近年来的研究显示,铁电畴及畴壁甚至能够作为各种微纳电子器件的独立功能单元,在信息存储、能量转换、机电驱动、量子计算等领域有着广泛的应用潜力.本文从铁电畴结构的群论推导开始,介绍了铁电畴的形成、结构到宏观力学谱和电学性能,以及利用压电力显微镜研究铁电开关、铁电畴微观特征的相关历程及现状.     

基于第一性原理计算H_2S、CO_2、CH_4在Fe-MoS_2上的吸附性能

在高含硫气藏开发中,伴随着CH_4的采出,H_2S和CO_2也不可避免的被采出.这两种气体会产生管道腐蚀和气体中毒等诸多不利影响.为了解决这一现实需要,从研究较为广泛的MoS_2材料入手,考虑了其掺杂结构中的吸附性能的变化,相关计算原理基于密度泛函数理论.主要计算了一种吸附式掺杂过渡金属原子Fe在MoS_2上的结构,同时也计算了H_2S,CO_2,CH_4气体在其表面的吸附能,电荷转移,电子密度差等相关参数.结果表明,CH_4对这种材料表现出不敏感的特性,而CO_2、H_2S均表现出吸附的性质,预测这种材料可能作为一种可使用的吸附材料,或是开发作为一种新型的气体预警材料.     

高温超导材料、物理、应用和实验方法研究进展

文章介绍了中国科学院物理研究所超导国家重点实验室在新超导材料探索合成、高质量样品的制备、超导机理和物理性质研究、以及仪器建设方面的研究进展.在超导材料方面,生长出具有国际一流水平的氧化物高温超导单晶;在铁基高温超导材料方面,获得最高的超导转变温度;在超导机理的研究方面,建立了一些行之有效的手段,如低温比热、隧道谱、角分辨光电子谱、红外光电导谱等等,利用这些重要手段获得了一些重要结果,如从比热角度提出欠掺杂氧化物超导体应该具有一个费米弧基态,利用高精度角分辨光电子谱测量第一次观察到115meV和150meV两个新的高能量精细结构.另外,还在介观尺度超导薄膜上面观察到一些有趣的现象,如磁通系统和人工微结构之间的匹配效应.     

磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构

首先简要地介绍了磁性材料中磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构以及相互之间的关系. 一方面, 磁畴结构由材料的磁结构、内禀磁性和微结构因素决定; 另一方面, 磁畴结构决定了材料磁化和退磁化过程以及技术磁性. 拓扑学与材料物理、材料性能的联系越来越紧密. 最近的研究兴趣集中在一些拓扑磁性组态, 如涡旋、磁泡、麦纫、斯格米子等. 研究发现这些拓扑磁结构的拓扑性质与磁性能密切相关. 然后从尺寸效应、缺陷、晶界三个方面介绍国际学术界在磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构方面的进展. 最后介绍了在稀土永磁薄膜材料的微观结构、磁畴结构和磁性能关系、交换耦合纳米盘中的拓扑磁结构及其动力学行为方面的工作. 通过对文献的评述, 得到以下结论: 开展各向异性纳米复合稀土永磁材料的研究对更好地利用稀土资源具有重要的意义. 可以有目的地改变材料的微结构, 可控地进行磁性材料的磁畴工程, 最终获得优秀的磁性能. 拓扑学的概念正在应用于越来越多的学科领域, 在越来越多的材料中发现拓扑学的贡献. 研究磁畴结构、拓扑磁性基态或者激发态的形成规律以及动力学行为对理解量子拓扑相变以及其他与拓扑相关的物理效应是十分重要的. 也会帮助理解不同拓扑学态之间相互作用的物理机制及其与磁性能之间的关系, 同时拓展拓扑学在新型磁性材料中的应用.     

漫谈新超导体的探索、方向、途径及方法

本文通过对已发现的合金和氧化物超导材料的归纳总结,对新超导体的探索方向、途径及方法给出一个简单评论.     

铊系高温超导体的化学、晶体结构,材料特征及生产工艺

本文回顾了铊系高温超导体的发现及人们在合成不同的铊系高温超导材料方面取得的成果,并从晶体结构和化学成分两个方面论证了铊系高温超导材料的多样性和丰富性.在化学组成上,铊系高温超导家族是最大的超导家族.铊系高温超导体的晶体结构类型几乎包括了所有铜基氧化物高温超导体具有的晶体结构.高质量高性能的铊系高温超导材料的制备方法也在文中进行了论述.     

ZnxCd1-xSySe1-y:Cu,Br黄色交流电致发光材料的制备及发光特性

本文首次报导用ZnxCd1-xSySe1-y四元基质制备黄色ACEL粉末材料.提出了用四元系镧备黄色ACEL材料的设计思想,通过实验,确定了合适的组分x,y值,采用较简便工艺,获得了亮度较高,色度符合使用要求的黄色ACEL粉。测量了此材料在不同使用条件下的发光特性,为应用目标提供了参数。     

ZnS原料及(Zn,Cd)S:Cu ACEL粉的粒度与亮度关系的探讨

用沉降粒度仪测定,并用对数正态分布参数表示法计算了十几种不同ZnS原料及对应的(Zn,Cd)S:Cu ACEL粉的粒度分布,发现ZnS原料对数正态分布的分散程度lnσ及中心粒径d50对(Zn,Cd)S:Cu粉的粒径分布均有影响,其中前者的影响尤为明显.本文还研究了(Zn,Cd)S:Cu的粒度分布对亮度的影响,发现850℃左右在硫气氛中烧得的(Zn,Cd)S:Cu粉,其沉降平均粒径d为10-30μ时,粒径较大的,用交流电致发光盒测得的亮度大体上较高;沉降d为20-30μ(扫描电镜测d约3-6μ)时,其ACEL亮度性能较好.     

ZnS:TbF3,ErF3,HoF3ACTFEL的亮度与跃迁几率的关系

测量了低浓度下ZnS:TbF3,ErF3和ZnS:TbF3,HoF3交流电致发光薄膜(ACTFEL)中的Tb3+,Er3+,HO3+主要发射峰的相对积分强度,并与Tb3+,Er3+,Ho3+主要发射能级的辐射跃迁几率及高浓度时的发光特性进行了比较,发现稀土氟化物掺杂的ZnS薄膜电致发光(ACTFEL)的最大亮度,不完全取决于稀土离予本身的辐射跃迁几率,而主要取决于稀土离子主要发射能级激发态的运动。本文首次给出了Tb3+离子在ZnS中的强度参数Ω2=3.2×10-19cm2,Ω4=1.6×10-19cm2,Ω6=2.6×10-19cm2,并应用这组Ωλ参数估算了Tb3+离子的交叉弛豫(cross-relaxation)几率。     

(Zn,Cd)S：Cu,Cl发光材料的热释发光

在ZnS中分别掺杂质量分数为5%、7%、10%、15%、20%的CdS,得到一系列(Zn,Cd)S:Cu,Cl粉末电致发光材料样品。测量样品材料的热释发光曲线,发现五个样品在温度-180～-20℃范围内均有两个明显的热释发光峰。CdS含量的变化对材料中陷阱的种类和陷阱深度没有明显的影响,两个峰值温度在-150℃和-50℃附近。Cd离子的掺入改变了材料较深陷阱中载流子的浓度,随着CdS量的增加,使得在-50℃的热释发光峰的相对强度增大。通过测量样品的发光光谱和发光亮度,发现随着CdS含量的增加,样品材料的发射光谱向长波方向移动,发光亮度呈下降的趋势。     

金属铒和氟化铒掺杂的硫化锌薄膜的交流电致发光(ACEL)特性

本文报导了不同浓度的金属铒和氟化铒掺杂的硫化锌薄膜交流电致发光(ACEL)的特性,并进行了比较。实验结果表明:ZnS:ErF3薄膜ACEL的最佳浓度(5×10-3g/g)低于ZnS:Er3+薄膜ACEL的最佳浓度(1×10-2g/g)。在ZnS薄膜中掺入稀土离子,随着浓度的增加,稀土离子之间发生交叉弛豫,这一过程与稀土离子周围环境有关,这正是ZnS:ErF3和ZnS:Er3+薄膜ACEL具有不同的最佳浓度的主要原因。     

Hydrothermal synthesis and optical properties of full-color-emission ZnS:Cu, Al nanocrystals

ZnS:Cu, Al nanocrystals were synthesized by a hydrothermal method at 200 degrees C and their optical properties were studied. The analysis of XRD and TEM show that the spherical-like nanocrystals had a grain size of approximately 15 nm and were well dispersed, with a zinc blende structure. The energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and atomic absorption spectrometry were applied to the analysis of S, Zn and Cu content in the sample. The results proved that a large number of zinc vacancies exist and Cu is incorporated into the sample lattice. The photoluminescence (PL) spectra were investigated. The PL mechanism is discussed. The excitation spectrum is broad. Under 337 nm excitation the sample emits bright green light. Under 370-410 nm excitation the sample emits white light. The broad emission spectra are almost coincident with any excitation wavelength of between 370 and 410 nm making them attractive as conversion phosphors for LED applications and full-color fluorescence display devices. The emitted white light under 375 nm excitation was found to be the result of blue, green, and orange emission bands. For Cu/Zn, Cu/Al and S/Zn molar ratios of 3 x 10(-4), 2 and 3, respectively, the near blue white light can be observed with the naked eye in daylight.     

Valency and solubility limit of Cu ions in cubic and hexagonal phases of ZnS:Cu:Mn:Dy(Cl) phosphors

Polycrystalline ZnS:Cu:Mn:Dy (Cl) phosphors with varying concentration of Cu and fixed concentrations of Mn and Dy have been prepared, XRD studies showed that the cubic — hexagonal phase transformation in the phosphors is a sensitive function of Cu concentration so that cubic phase dominates at higher Cu concentrations. It has also been found that Cu enters into the cubic ZnS phase as Cu⁺ while in hexagonal ZnS phase as Cu²⁺ and their solubility limits are around 0.1 wt.% and 0.25 wt.% respectively. Attempt has been made to confirm the existence of Cu⁺ in cubic phase and Cu²⁺ in hexagonal phase from EL emission spectra of the phosphors.     

Photophysical and photoluminescence properties of co-activated ZnS:Cu,Mn phosphors

ZnS:Cu,Mn phosphors were prepared by conventional solid state reaction with the aid of NaCl-MgCl₂ flux at 900 °C. The samples were characterized by X-ray powder diffraction, UV-vis absorbance spectra and photoluminescence spectra. All samples possess cubic structure. Cu has a much stronger effect on the absorption property of ZnS than Mn. Incorporation of Mn into ZnS host only slightly enhances the light absorption, while addition of Cu remarkably increases the ability of absorption due to ground state Cu⁺ absorption. The emission spectra of the ZnS:Cu,Mn phosphors consist of three bands centered at about 452, 520 and 580 nm, respectively. Introduction of Mn significantly quenches the green luminescence of ZnS:Cu. The excitation energy absorbed by Cu is efficiently transferred to Mn activators non-radiatively and the Mn luminescence can be sensitized by Cu behaving as a sensitizer (energy donor).     

Reversible Blau-Grün-Umwandlung der Lumineszenz selbstaktivierter Zinksulfide

A blue-green-conversion of the luminescence of ZnS/Zn and ZnS/S which are annealed at 350 °C can be measured on phosphors with different thermal equilibria (room temperature or 350 °C). The blue-green-conversion of ZnS/S equals this of ZnS/Cu. The conversion depends on the amount of the short wavelength blue emission band in the luminescence of the phosphor. The high energy blue emission band and the blue-green-conversion of the luminescence seem to be coupled to disturbances of the sulphur sublattice.     

Controllable synthesis,characterization,and growth mechanism of hollow Zn_x Cd_(1-x) S spheres generated by a one-step thermal evaporation method

Novel hollow ZnxCdl xS spheres that are uniform in size are synthesized through the one-step thermal evaporation of a mixture of Zn and CdS powder. From an X-ray diffraction （XRD） study, the hexagonal wurtzite phase of ZnxCdl_xS is verified, and the Zn mole fraction （x） is determined to be 0.09. According to the experimental results, we propose a mechanism for the growth of Zn0.09Cd0.91S hollow spheres. The results of the cathodoluminescence investigation indicate uniform Zn, Cd, and S distribution of alloyed Zn0.09Cd0.91S, instead of separate CdS, ZnS, or nanocrystals of a core- shell structure. To the best of our knowledge, the fabrication of ZnxCd1-xS hollow spheres of this kind by one-step thermal evaporation has never been reported. This work would present a new method of growing and applying hollow spheres on Si substrates, and the discovery of the Zn0.09Cd0.91S hollow spheres would make the investigation of ZnxCd1-xS micro/nanostructures more interesting and intriguing.