不同粒径纳米晶硫化锌的高压结构相变研究

 应用原位能量色散X射线散射和金刚石对顶砧技术,对纳米晶ZnS进行了高压结构相变研究。初始相为纤锌矿结构的10 nm和3 nm硫化锌分别在16.0 GPa和16.7 GPa时转变为岩盐矿结构,相变压力均高于纤锌矿结构的体材料硫化锌。该相变为一可逆的结构相变。应用大型科学计算软件Materials Studio（MS）计算了纳米晶ZnS的状态方程,根据Birch-Murnaghan方程拟合了纳米晶ZnS的零压体模量,得到的零压体模量高于相应体材料的零压体模量,表明纳米晶ZnS较难压缩。     

利用电导率测量方法研究不同粒径ZnS高压相变过程

利用在金刚石对顶砧上集成的金属电极,对不同粒径的ZnS材料进行了高压原位电导率测量. 粒径为2 μm的体材料ZnS在15 GPa时,电导率迅速增大5个数量级,表明体材料ZnS此时发生了从闪锌矿到岩盐矿的结构相变. 而粒径6 nm的纳米材料ZnS的结构相变压力为21 GPa. 电导率测量结果还表明纳米 ZnS比体材料ZnS还具有更宽的迟滞区间.     

具有核壳结构的纳米凝胶的相变

通过可逆加成-断裂链转移聚合合成了一系列不同分子量的聚丙烯酸大分子链转移剂,用¹H NMR和水相GPC对其进行了表征．以三硫代碳酸盐的聚丙烯酸钾作为稳定剂,在水相中进行N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的分散聚合合成了一种具有多重响应的核壳结构的纳米凝胶．结合动态光散射的表征研究了聚丙烯酸稳定PNIPAM表面的能力,发现稳定表面的能力与其分子量及用量密切有关．利用动态光散射以及zeta电位分析仪研究了在溶液中纳米凝胶相转变和zeta电位对温度以及pH值的依赖性．     

纳米尺寸的ZnO晶体高压相变的拉曼散射研究(英文)

Weperformedthehigh-pressureRaman measurementofthethreenanosizedZnOcrystals. Wefoundthesmallerthesize,thehigherthe pressuretoinducethephasetransitionfrom w櫣rzitetorock-saltstructure. High-pressureRamanmeasurementsof nona-shapedZnOcrystalswerepreformed.The…     

纳米 Au 球壳材料的制备及其近红外光热转换性质

报道了一种采用湿化学法,以Ag纳米球为模板合成纳米Au球壳水溶胶的新方法,并对这种材料的光热转换性质进行了研究。TEM分析表明,Au纳米颗粒呈球壳结构,粒径约为20nm,粒径分布比较均匀,无明显硬团聚体存在。随着氯金酸加入量的增加,Au球壳的吸收峰位置从可见区(-400nm)逐渐红移至近红外区(-800nm)。测量了不同浓度的Au球壳水溶胶经近红外激光照射后的温度变化。结果表明,经1．9W／mm^2的808nm近红外光照射10min,温度最高升高了5．5℃。由于800—1200nm是人体组织的透射窗口,肿瘤细胞在42℃左右即可被杀死,这种纳米Au球壳材料有望在利用光热转换的红外热疗中得到应用,并有可能利用光动力实现药物释放。     

高压下纳米锗的状态方程与相变

采用同步辐射能量色散X射线衍射技术和金刚石对顶砧高压装置，对晶粒尺寸分别为13，49，100nm的Ge进行了原位高压X射线衍射实验，最高压力为35GPa. 所得的体弹性模量分别为112，92，88GPa. 可以看出 随着晶粒尺寸的减小，其体弹性模量逐渐升高. 同时由立方金刚石结构转变为四方白锡结构的相变压力亦随之提高，其值分别为16.4，12.4，11.5GPa. 建立了一个描述晶粒尺寸与体弹性模量关系的模型，并用理论公式计算了相变压力随晶粒尺寸的变化. 尽管在数值上存在一定的误差，但理论计算结果成功预示了随着晶粒尺寸的减小，体弹性模量和相变压力增加的趋势，与实验结果相一致.     

ZnS:Eu纳米晶的高压相变研究

采用同步辐射能量色散X射线衍射技术和金刚石对顶砧高压装置,对ZnS:Eu纳米晶进行了原位高压X光衍射实验.最高压力为30.8Pa.当压力为11.5GPa时,ZnS:Eu发生了一次从纤锌矿到闪锌矿的结构相变.在压力为16.0GPa时,又发生了明显的结构相变,相变后的结构为岩盐矿,其相变压力较体材料高.得到了Birch-Murnaghan状态方程、ZnS:Eu纳米晶的体模量和压力导数.ZnS:Eu纳米晶的体模量高于体材料的值,表明纳米材料较体材料的硬度高.     

金纳米球壳光学吸收的Mie理论分析

基于Mie散射理论研究了金壳厚度变化、内核尺寸变化及内核介质变化下金纳米球壳的吸收光谱.研究发现,随着金壳厚度的增加,颗粒光学吸收增加到最大值后逐渐降低;随着内核尺寸逐渐增加,金壳颗粒的光学吸收最大值逐渐减小.此外,还发现随着内核介电常数的增大,颗粒的光学吸收逐渐减弱,当内核为空心时,吸收最强.利用等离激元杂化理论及自由电子和振荡电子变化的竞争机制对上述现象进行了理论分析. 关键词： 金纳米球壳 等离激元共振 吸收光谱     

高压下ZnSe 纳米带的结构相变及拉曼散射研究

 利用高压原位角散X射线衍射实验研究了ZnSe纳米带的结构稳定性。发现样品在12.6 GPa 附近存在一个从立方闪锌矿型到立方岩盐矿型的结构相变,并且在相变点附近存在较大的体积收缩,相对体积变化率达13%。利用Birch-Murnaghan 状态方程拟合,得到了闪锌矿相的体弹模量约为56 GPa,略低于体材料的体弹模量（约67 GPa）;并得到其立方岩盐矿相的体弹模量约为116 GPa。高压拉曼散射实验结果表明,横光学声子模散射峰在5.5 GPa压力附近发生劈裂,纵光学声子模散射峰在12.8 GPa压力以上逐渐消失。根据角散实验的体弹模量数据,计算得到了闪锌矿相中对应不同声子模式的格林爱森常数。     

纳米晶粒在高压下的相变

文章报道了纳米晶粒的晶粒尺寸对压力诱导相变的影响的最新研究进展．采用热力学理论揭示了纳米晶体材料的相变压力与同种大块材料不同的主要因素是体积变化率、表面能差和内能差．通过估算这3个因素的具体大小，可解释文献中报道的实验结果，并且可以确定同种大块材料和纳米晶体材料之间的相变压力发生差异的控制因素．在纳米晶体材料中，晶粒尺寸对结构稳定性和相变压力的影响与体系本身有关．     

常温高压下石膏在水中溶解及相变现象的研究

 研究常温下200~1 100 MPa压力范围内石膏的Raman光谱,原位观测了随压力升高,石膏在水中的溶解现象,其过程中伴随着石膏的相变。结果表明：压力小于407 MPa时,石膏的形态无明显变化;随着压力的升高,石膏开始溶解,溶解至一定程度,石膏发生了向半水石膏转化的相变;相变完成后,半水石膏继续溶解至消失。石膏这一溶解相变过程表明在地球内部与压力相应的深部区域内,也可能会发生矿物的溶解相变。     

高压下钒的结构相变研究

运用密度泛函理论研究了钒(Vanadium)在高压下的结构相变。 通过对体心立方(bcc)结构的钒在不同压强下剪切弹性系数C44的计算, 发现当压强约95 GPa时 C44＜0, 说明体心立方结构的钒在此条件下是不稳定的。 进一步计算分析得到钒在高压下发生了从体心立方到菱面体 (Rhombohedral)的结构相变, 相变压强约70 GPa, 这一结果与最近的实验结果符合。 还首次发现当压强约380 GPa时, 将会发生菱面体到体心立方的结构相变, 这有待实验的验证。We have studied the structure phase transition of Vanadium under high pressures by density function theory. A mechanical instability in the shear elastic constant (C44) has been found for body centred cubic(bcc) Vanadium at about 95 GPa, which indicates the existence of the structural transition. By calculation and analysis, we found that there was a bcc rhombohedral structure transition at the 70 GPa, which is consistent with the experiment data. Our calculations also firstly gave that there was a rhombohedral bcc structure transition at about 380 GPa, which needs to be verified by the experiment.     

六角相B-C-N化合物的高压相变研究

采用原位高压同步辐射能散X射线衍射和金刚石压砧技术,实验研究了新型超硬材料六角相B0.47C0.23N0.30的高压相变及物理特性,压力范围为1.4～30 GPa.实验结果表明,六角相B..47C0.23N0.30在14.9 GPa压力下发生了相变,形成的新相为六方纤锌矿结构.计算得到了具有六方纤锌矿结构的B0.47C...     

高压诱致的反式联苯乙烯酮结构相变与化学反应

 利用金刚石对顶砧（DAC）高压装置在室温下对反式联苯乙烯酮（Trans, Trans-Dibenzylideneacetone）分子晶体进行了高压拉曼谱、荧光光谱和能量色散X射线衍射（EDXRD）研究。结果表明,在压力为1.0~1.3 GPa时,反式联苯乙烯酮发生了晶体—晶体的结构相变,同时开始伴随有压力诱导的化学反应,反应完成的压力为6.5 GPa。高压X射线研究表明,这次相变有新的共价键产生,可能的化学变化过程是,C＝C双键打开再与相邻的分子结合生成新的共价键。在压力大约为11 GPa时,反式联苯乙烯酮分子晶体再次发生了晶体的结构相变。新产生的物质在卸压后依然保持稳定。     

高温高压下冲击波淬火的锆基大块金属玻璃的相演化过程研究

 采用同步辐射能散X射线衍射技术,研究了高温高压下利用冲击波淬火技术制备的Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5大块金属玻璃的相演化过程。研究结果发现：在实验压力范围内,在不同压力下试样具有相同的初始析出相Zr₂Be₁₇,但是随后的相演化过程是不同的,根据应用压力的不同,试样的相演化过程可以分为3个不同的区域;另外,试样的晶化温度随着压力的增大而升高,但是在6.0 GPa存在一个突然的下降,在此压力点试样具有不同于其它压力点的相演化过程。相演化过程的不同和晶化温度的突然下降,可能归因于在不同压力下试样具有不同的原子构型。     

Phase Transition and Physical Properties of InS

Using the crystal structure prediction method based on particle swarm optimization algorithm, three phases(P nnm, C2/m and Pm-3 m) for InS are predicted. The new phase Pm-3m of InS under high pressure is firstly reported in the work. The structural features and electronic structure under high pressure of InS are fully investigated. We predicted the stable ground-state structure of InS was the P nnm phase and phase transformation of InS from P nnm phase to P m-3 m phase is firstly found at the pressure of about 29.5 GPa. According to the calculated enthalpies of InS with four structures in the pressure range from 20 GPa to 45 GPa, we find the C2/m phase is a metastable phase. The calculated band gap value of about 2.08 eV for InS with P nnm structure at 0 GPa agrees well with the experimental value. Moreover, the electronic structure suggests that the C2/m and P m-3m phase are metallic phases.     

纳米二氧化钒薄膜的电学与光学相变特性

采用双离子束溅射氧化钒薄膜附加热处理的方式制备了纳米二氧化钒薄膜。在热驱动方式下,分别利用四探针测试技术和傅里叶变换红外光谱技术对纳米二氧化钒薄膜的电学与光学半导体-金属相变特性进行了测试与分析。实验结果表明,电学相变特性与光学相变特性之间存在明显的偏差,电学相变温度为63 ℃,高于光学相变温度,60 ℃;电学相变持续的温度宽度较光学相变持续温度宽度宽;在红外光波段,随着波长的增加,纳米二氧化钒薄膜的光学相变温度逐渐增大,由半导体相向金属相转变的初始温度逐渐升高,相变持续的温度宽度变窄。在红外光波段,纳米二氧化钒薄膜的光学相变特性可以通过光波波长进行调控,电学相变特性更适合表征纳米VO₂薄膜的半导体-金属相变特性。     

CdSe在高压下的电学性质及相变

 利用在金刚石压砧上集成的微电路,原位测量了CdSe多晶粉末在温度为300~450 K、压力达到23 GPa时电阻率随温度和压力的变化关系。实验结果表明：在加压过程中,电阻率在2.6 GPa压力时出现的异常改变,对应着CdSe从纤锌矿向岩盐矿结构的转变,而在6.0、9.8、17.0 GPa等压力处出现的电阻率异常,则是由CdSe中的电子结构的变化所引起的;在卸压过程中,只在约14.0和3.0 GPa压力下观察到了两个电阻率异常点。通过对电阻率随压力变化曲线的模拟,得出了CdSe高压相的带隙随压力的变化关系,据此预测CdSe金属化的压力应在70~100 GPa之间。变温实验结果表明,在实验的温度和压力范围内,CdSe的电阻率均随温度的增加而升高。     

绿柱石的原位高压X射线研究

 采用同步辐射光源和金刚石对顶砧（DAC）技术,对绿柱石进行了室温下的原位高压能散X射线衍射（EDXD）研究,实验的最高压力为19.2 GPa。在实验压力范围内,未观察到绿柱石发生相变,轴压缩率c大于a;在小于9.3 GPa的压力范围内,其体积压缩率符合二阶Murnaghan状态方程,而压力在9.3～19.2 GPa范围内时,其体积压缩率有所增加,且体积-压力关系近乎线性变化。