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     

Ag缓冲层对ZnO:Al薄膜结构与光电性能的改善

在室温条件下,采用射频磁控溅射法在玻璃基底上制备出了一系列高质量的AZO薄膜和不同Ag缓冲层厚度的AZO/Ag/AZO复合薄膜.利用x射线衍射和原子力显微镜分别对薄膜的物相和表面形貌进行了表征;利用霍尔效应测试仪和紫外一可见光分光光度计等实验技术对薄膜的光电性能进行了研究.实验结果表明,Ag缓冲层厚度对AZO薄膜的晶体结构和光电性能影响较大.当Ag层厚度为10 nm时,AZO(30nm)/Ag(10 nm)/AZO(30 nm)薄膜拥有最优品质因子,为1.59×10~(-1)Ω~(-1),方块电阻为0.75Ω/□,可见光区平均透过率为84.2%.另外,薄膜电阻随温度的变化趋势呈现金属电阻随温度的变化特性,光电热稳定性较好.     

温和的苯热溶剂条件下GaP纳米棒的形成机理研究

采用金属Na，白磷和GaCl₃为原料，在温和的苯热溶剂条件下制备了直径为20—40nm，长度为200—500nm的GaP纳米棒和直径为20—40nm的球形颗粒.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了反应条件对产物结晶性和形貌的影响.实验结果表明，当反应温度低于250℃时，产物基本上为GaP纳米棒，并随着反应温度升高，产物逐渐转化为球形纳米颗粒；当反应温度超过280℃时，产物完全为规则的球形.同时，GaP纳米棒的生长遵循SLS生长机理. 关键词： 纳米GaP 苯热 SLS生长机理     

衬底温度对Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面形成纳米结构的影响

本文研究了不同衬底温度对Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面形成纳米结构的影响,当300℃≤T≤380℃时,Ga液滴演化成纳米孔(Nanohole)和盘状结构(diffusion halo),纳米结构的尺寸随温度升高而增大.当T≥385℃时,盘状结构消失,形成一定平坦的Al_xGa_(1-x)As薄膜,Ga液滴在界面处继续向下刻蚀直至耗尽,形成平均直径为75 nm,平均孔深为5.52 nm的纳米孔.本文还通过盘状结构测出平均扩散长度△R,并拟合出Ga原子在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面的激活能E_A=0.78(±0.01) eV和扩散前因子D_0=0.15(×4.1~(±1))10~(-2 ) cm~2s~(-1).     

低能离子束诱导Ag表面纳米金字塔微结构

利用离子束溅射诱导实验方法,在单晶Si(100)基底上辅助沉积银膜,研究了低能Ar+离子束30°入射时,不同离子束能量和束流密度以及基底温度对Ag纳米结构的影响.结果表明:在较低基底温度下(32~100℃)辅助沉积银膜,膜层表面会呈现排列紧密、晶粒尺寸一致的金字塔状纳米结构.当温度升高时(32~200℃),纳米微结构横向尺寸λc迅速增加,而粗糙度先减小(32~100℃)后迅速增大(100~200℃);当离子束能量1 400eV、束流密度15~45μA/cm2时,在相同温度下,随着离子束束流密度的增大,纳米晶粒横向尺寸基本不变,粗糙度略有增加;当离子束流密度为15μA/cm2、能量1 000~1 800eV时,在相同温度下,随着离子束能量的增加,银纳米结构尺寸增加,而表面粗糙度先增加,然后缓慢减小.自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果.     

桦甸油页岩热解过程中热膨胀特性研究

利用静态热机械分析法(TMA)分别测定三种不同有机质含量的桦甸油页岩平行层理面和垂直层理面室温到600℃温度范围内的热膨胀特性,并对影响热膨胀特性的因素进行分析。结果表明,油页岩中水分和有机质在热解过程中析出是油页岩膨胀的内在动力,有机质含量越高,油页岩的热膨胀度越大;油页岩中发达的孔隙结构会减缓气液释放造成的压力;垂直层理面的热膨胀度比对应的平行层理面的热膨胀度大。桦甸油页岩低温热膨胀主要对应水分析出,平均热膨胀度介于2.44×10~(-6)~24.42×10~(-6)K~(-1);中温热膨胀主要对应热解油气析出,平均热膨胀度介于1.83×10~(-6)~47.81×10~(-6)K~(-1)。     

甘氨酸燃烧法合成纳米ZnO-MgO及其紫外光发射

利用甘氨酸燃烧法制备了ZnOMgO纳米复合材料,并在不同温度进行热处理.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外吸收谱,对其升温过程中的结构变化进行了表征,研究了热处理温度对样品室温光致发光行为的影响.结果表明,复合材料的发光性能与纯ZnO相比有很大改善,经900℃热处理的纳米复合材料,其发射谱由一个强紫外发射带(峰值385nm)构成;当热处理温度低于900℃时,发光强度随热处理温度的升高而增强,进一步将热处理温度升至1000℃时发光强度又明显降低.发光强度主要受ZnO、MgO纳米晶的粒子尺寸、结晶完善程度,尤其是受两相纳米粒子之间相互作用的影响.同时发现选择合适的甘氨酸与硝酸根离子的摩尔比,对改善样品紫外发光特性也很重要.     

纳米NaY_(1-x-y)F_4∶Yb_y~(3 ),Tm_x~(3 )材料的上转换光学特性

用水热法合成了NaY1-x-yF4∶Yby3 ,Tmx3 上转换纳米粒子材料。实验发现,样品的粒径多数在100nm以内;当加热温度180℃、反应时间120min、稀土离子Tm3 的摩尔分数为0.04%时,所制备的纳米材料在980nm半导体激光激发下,其主要上转换发光的辐射峰值位于476.54nm处。     

银纳米粒子修饰三维碳纳米管阵列SERS实验

为了使表面增强拉曼散射(SERS)基底的三维聚焦体积内包含更多的“热点”,能吸附更多探针分子和金属纳米颗粒,以便获得更强的拉曼光谱信号,提出了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构作为SERS基底,并对其进行了实验研究。利用化学气相沉积(CVD)方法制备了垂直排列的碳纳米管阵列;采用磁控溅射镀膜方法先在碳纳米管阵列上形成一层银膜,再通过设置不同的高温退火温度,使不同粒径的银纳米粒子沉积在垂直有序排列碳纳米管阵列的表面和外壁。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁都均匀地负载了大量银纳米粒子,并且银纳米颗粒的粒径、形貌及颗粒间的间距随退火温度的不同而不同。采用罗丹明6G(R6G)分子作为探针分子,拉曼实验结果表明：R6G浓度越高,拉曼强度越强,但是R6G浓度的增加与拉曼强度增强并不呈线性变化;退火温度为450 ℃,银纳米颗粒平均粒径在100～120 nm左右,退火温度为400 ℃,银纳米颗粒平均粒径在70 nm左右,退火温度为450 ℃的拉曼信号强度优于退火温度400和350 ℃。     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟.研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段(约400K以上),由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正.     

纳米镁粉对制备MgB2超导样品的作用

我们对用纳米镁粉(平均颗粒度≤40nm)在常压下制备MgB2超导样品(以下简称纳米MgB2超导样品)进行了研究.得到了一组与用普通颗粒镁粉分别在真空条件下和流动氩气下制备MgB2超导样品时得到的原位ρ-T曲线不同的曲线.实验结果表明纳米MgB2超导样品的成相温区是430℃到490℃之间,低于用普通颗粒镁粉分别在真空条件下和流动氩气下制备MgB2超导样品时的成相温度:640℃～700℃和530℃～630℃.所得到的纳米MgB2超导样品的密度是1.46g/cm3.它高于用其他各种镁粉原料在常压下制备通过一次烧结制得的MgB2超导样品.     

垂直取向FePt/Ag纳米颗粒薄膜的结构和磁性

用磁控溅射法在单晶MgO(100)基片上制备了［FePt 2 nm/Ag dnm］₁₀多层膜， 经真空热处理后，得到具有高矫顽力的垂直取向L1₀-FePt/Ag颗粒膜.x射线衍射结 果表明，在250 ℃的热基片上溅射，当Ag层厚度d=3—11 nm时，FePt颗粒具有很好的［001］取向，随着Ag层厚度的增加，FePt颗粒尺寸减小.［FePt 2 nm/Ag 9 nm］₁₀经过6 00 ℃真空热处理15 min后，颗粒大小仅约8 nm，垂直矫顽力达到692 kA/m.这种无磁耦合作用的颗粒膜，适合用作超高密度的垂直磁记录介质. 关键词： 磁控溅射 垂直磁记录 纳米颗粒膜 0-FePt/Ag')" href="#">L1₀-FePt/Ag     

MOC染料单分子层薄膜聚集体的吸收光谱研究

用吸收光谱对染料的Langmuir-Blodgett(LB)膜的聚集体在不同条件下进行了研究.典型的染料1-methyl-1’-octadecy1-2,2’-cyaninperchlorate(MOC)LB膜聚集体的吸收峰(J带)在580nm附近,吸收为0.09.刚制备好的样品随时间而改变其吸收特性,表明聚集体的结构在2hr后才趋于稳定;测定了不同样品J带的参数;吸收峰值波长位置和峰的半宽度,以及这些参数随温度的变化.吸收随温度变化的可逆性是LB膜聚集体用作光记录介质的一个物理基础.温度超过100℃时,样品吸收的不可逆变化反映相变发生.     

低相变温度垂直取向的CoPtCu/Ag纳米复合膜

采用磁控溅射(Ag/Cu/CoPt)_n多层膜先驱体结合真空退火的方法制备了一系列CoPtCu/Ag纳米复合薄膜，通过优化薄膜中Ag以及Cu的含量，成功制备出了低相变温度垂直取向的CoPtCu/Ag纳米复合膜，该膜在450℃退火即可发生相变，该温度比目前所报导的CoPtAg纳米复合膜的相变温度降低了150℃. 实验结果表明，薄膜中一定含量的Ag元素能够有效诱导薄膜的(001)取向，Cu元素的加入能有效降低薄膜的有序化温度. 对于特定组分为Co₄₀Pt₃₆Cu₈Ag₁₆的薄膜，经500℃退火后已经显示了明显的(001)取向，垂直于膜面方向上的矫顽力为5.0×10⁵A/m，并且薄膜中晶粒尺寸仅为4—5nm，为将来CoPt-L1₀有序相合金薄膜用于超高密度垂直磁记录介质打下了基础. 关键词： 磁记录材料 CoPt 纳米复合膜     

Ag/AAO纳米有序阵列复合结构等效光学参量的确定

引入厚度偏差Δd, 修正了薄膜透射率表达式.基于Ag/AAO纳米有序阵列复合结构实验透射光谱(500—2700nm)的两条极值包络线, 定义了一个优化函数, 结合最优化数值算法尝试确定具有较强吸收的Ag/AAO纳米有序阵列复合结构的等效光学参量. 由此计算了该结构的等效折射率n、等效消光系数k、平均等效厚度d以及厚度偏差Δd. 该方法对Ag/AAO纳米复合结构平均等效厚度的相对计算误差仅为0.3%, 与实测厚度基本一致, 且Ag/AAO纳米复合结构的模拟透射谱与实验透射光谱在500—2700nm波段范围内相符. 这表明该计算方法可有效确定Ag/AAO纳米复合结构的等效光学参量, 并与实验结果是自洽的. 关键词： 薄膜光学 光学参量 纳米复合结构 最优化算法     

脉冲激光沉积Ag:BaTiO3纳米复合薄膜及其光学特性

在MgO(100)基片上利用脉冲激光沉积技术制备了掺有Ag纳米颗粒的BaTiO3复合薄膜.通过X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,利用透射电子显微镜对Ag纳米颗粒的尺寸、形态进行了观测,X射线光电子能谱结果表明Ag呈金属态.在410-500 nm范围内观测到了Ag纳米颗粒引起的等离子振荡峰,随着后处理温度和Ag颗粒浓度的增加,吸收峰发生红移,并出现了双峰现象.     

钙钛矿型纳米BaFeO3的制备、结构表征及铁磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备出钙钛矿型纳米BaFeO3粉末,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析研究了其微观结构及形貌,结果表明:胶体试样经800℃退火处理后,形成了20nm左右的钙钛矿型BaFeO3粉末,其(110)面晶面间距为0.280nm左右,(100)面晶面间距为0.401nm左右.利用振动样品磁强计(VSM)研究了纳米BaFeO3粉末的室温铁磁性能,测量结果表明:在室温条件下,纳米BaFeO3粉末具有完整闭合的磁滞回线,具有较小的矫顽力和较低的饱和磁化强度,呈现出明显的弱铁磁性,且铁磁性随退火温度的变化明显.钙钛矿型纳米BaFeO3的铁磁性主要归因于Fe3 _O_Fe4 之间的氧空位.     

GeO2-SiO2纳米复合材料的合成及其光学特性研究

运用溶胶-凝胶法合成了GeO2-SiO2纳米复合材料,探索了为pH在2的条件下通过水解Si(OC2H5)4和GeCl4合成GeO2-SiO2干胶的过程.在100～1 200℃下对干胶进行热处理.采用UV光谱法测定了材料的光学性质,观察到随热处理温度的升高,样品光谱的吸收边向长波方向移动.由于温度的影响,晶粒长大,带隙能量减小,纳米微晶的量子尺寸效应显示出来.经X射线衍射分析,观察到了随热处理温度的增高,材料结构从无序到有序的转变过程,直到1 100℃时,有明显的微晶生成,其尺寸为5～10nm.     

电爆炸丝法制备纳米Al2O3粉末

 设计了电爆炸金属丝产生纳米金属氧化物粉末的实验装置，金属丝电爆炸腔采用圆筒结构，纳米粉末经过微孔滤膜过滤收集。成功制备了纳米Al₂O₃粉末，其平均粒度达到64.9 nm。对电爆炸金属丝产生纳米Al₂O₃粉末的物理条件进行了研究。结果表明实验条件对粉末粒度有重要影响：随气压的增加粉末平均粒度变大；随金属丝直径增大粉末平均粒度变大；粉末的平均粒度与电容器的初始储能也有一定的关系。     

光诱导转化法制备单晶Ag纳米三棱体和立方体

分别以柠檬酸三钠 (TSC)及N 聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)为稳定剂 ,首先采用KBH4化学还原法制得球形Ag纳米粒子溶胶 (粒径 12～ 18nm) ;再将两种溶胶置于 5 0 0W卤钨灯下进行光诱导转化实验 ,一定转化时间后 ,球形Ag纳米粒子分别转化为单晶Ag纳米三棱体 (边长 80～ 12 0nm)和立方体 (边长 90～ 2 0 0nm) .利用透射电子显微镜 (TEM )、电子衍射 (ED)和紫外 可见吸收光谱 (UV Vis)等手段对单晶Ag纳米三棱体和立方体进行了表征 ,对光转化过程中Ag粒子由球形到三棱体和立方体的转变原因进行了初步的分析和探讨 .认为主要原因在于不同种类稳定剂在Ag的不同晶面吸附作用不同 ,从而形成沿某一晶面取向生长的Ag单晶体 .