SiC多型体X射线定量分析的Rietveld方法

鉴于ＳｉＣ多型体的主要衍射线完全重叠，用常规Ｘ射线粉末衍射方法确定ＳｉＣ陶瓷材料中多型体含量的分布是非常困难的，提出以Ｘ射线粉末衍射全谱拟合的Ｒｉｅｔｖｌｄ方法进行ＳｉＣ多型体定量分析，阐述了原理及方法，对含３Ｃ，４Ｈ，６Ｈ和１５Ｒ４种多型体衍射数据的定量分析结果表明，Ｒｉｅｔｖｅｌｄ方法可对ＳｉＣ材料中常见多型体的定量分析给出准确的结果，还给出了各自的标准偏差，并估计了该方法对各多型体能给出精确     

同步辐射X射线和中子粉末衍射及Rietveld精化（1）

把Rietveld精化方法用于处理同步辐射X射线和中子粉末衍射数据，使得粉末试样的结构研究有很大发展。本文在简要介绍两种粉末衍射术和Rietveld方法之后，用实例描述它们在结构精化、解未知结构、沸石、有关微孔材料及磁结构材料测定中的应用。     

La0.4FeCo3Sb12晶体结构的x射线和电子衍射表征

用粉末x射线衍射结合Rietveld解析方法和电子衍射研究了一种n型La_0.4FeCo3Sb₁₂化合物的晶体结构和演化.二元Skutterudite化合物的晶体结构 中存在一半径为01980nm的结构间隙,可以填入稀土类原子,稀土原子填入后主要引起晶格中Sb原子位置的变 化,稀土原子相对于其他原子具有较大的热振动参数.化合物的电子衍射花样具有体心立方 晶系的消光规律,晶面的衍射强度与粉末x射线衍射的结果完全一致,有序结构引起了个别 强衍射斑点. 关键词： 填充式skutterudite化合物 晶体结构 Rietveld方法 电子衍射     

七种新的SiC六方多型体

本文提出了用X射线劳埃法鉴定SiC六方多型体类型的方法。在详细地研究了xH类型与基本类型6H,15R和4H的倒易阵点间相互配置关系的基础上,推导出了这些具体关系,这种关系对于xH—6H来说仅有十二种,对于xH—15R仅有三十种,对于xH—4H仅有八种。上述的点间关系表和推求xH类型单位晶胞密堆积层数的公式同样可以普遍适用于以其他X射线照相法鉴定SiC六方多型体类型的工作中。用本文所提出的方法研究了许多实验室升华法制备的SiC单晶体以及部分工业SiC晶体。发现了七种六方SiC新多型体141H,80H,58H,55H,15H,9H和7H。新类型的定间羣为C_3v¹(C3m),六方晶胞c轴参数分别为:355.26?,201.57?,146.14?,138.58?,37.794?,22.676?和17.637?。     

La0.4FeCo3Sb12晶体结构的x射线和电子衍射表征

用粉末x射线衍射结合Rietveld解析方法和电子衍射研究了一种n型La0.4FeCo3Sb12化合物的晶体结构和演化.二元Skutterudite化合物的晶体结构中存在一半径为0.1980nm的结构间隙,可以填入稀土类原子,稀土原子填入后主要引起晶格中Sb原子位置的变化,稀土原子相对于其他原子具有较大的热振动参数.化合物的电子衍射花样具有体心立方晶系的消光规律,晶面的衍射强度与粉末x射线衍射的结果完全一致,有序结构引起了个别强衍射.斑点.     

同步辐射X射线和中子粉末衍射及Rietvel精化（Ⅱ）

四、Rietveld方法用于晶体结构研究1.结构精化 对于晶体结构大致已知或已知结构的物相,利用同步辐射X射线或(和)中子粉末衍射数据,经过Rietveld花样拟合结构精化,可获得更精确的晶体结构及结构参数,或证明已知结构的可靠性.图7给出作者之一谢达材对α-Al2O3标准试样的TOF衍射花样拟合和精化后的图形,表明在整个花样中计算与观测符合较好.表2汇总了用各种光源获得的α-Al2O3粉末衍射精化后的结构参数,各种方法也十分一致. 有关期刊和文献大量报道了用Rietveld结构精化方法解决结构大致已知(或提出假设结构模型)的许多物质的结构问题.2.…     

用X射线粉末衍射法测定晶体结构

测定的晶体结构方法很多,不同方法可以相互补充和验证.X射线衍射是测定物质相结构最常用、最方便的一种方法.本文仅就多晶X射线衍射方法测定材料的晶体结构作一简要的叙述. 一、X射线粉末衍射方法 用于测定物质晶体结构的X射线粉末衍射的主要方法简述如下.1.德拜-谢乐照相法 光源用单色X射线,试样为多晶转动样品,用对X射线灵敏的胶片记录全部衍射线的位置、强度和形状.由于底片安装方式不同,有对称型正规法、对称型背射法和反对称法三种.此法只需 0.1mg试样,试样的吸收系数可以调节,使整个照片衍射强度比较均匀. 对于对称型的粉末照片,必…     

LuTaO$lt;sub$gt;4$lt;/sub$gt;相变及结构

LuTaO₄是最高密度的闪烁体基质, 研究它的结构及其相变对单晶制备具有指导意义. 用固相法制备了Lu₂O₃和Ta₂O₅摩尔比为1:1时在不同温度下形成的多晶粉末, 用X射线衍射及Rietveld全谱拟合研究了多晶粉末的物相和结构. 结果表明, Lu₂O₃: Ta₂O₅摩尔比为1:1的样品在1740 ℃时合成的物相为M'-LuTaO₄, 在1800 ℃时为M'-LuTaO₄和M-LuTaO₄的混合物, 在1840 ℃时全部转变为M-LuTaO₄. 当温度升高到2058 ℃时, 样品呈熔融状态, 对淬火得到的样品进行结构精修, 给出了M-LuTaO₄, Lu₃TaO₇和Ta₂O₅的晶胞和原子坐标参数, 它们的重量比分别占78.1%, 18.9%和3.0%. 这些结果为制备以LuTaO₄为基质的高密度闪烁体单晶具有参考价值. 关键词： 4')" href="#">LuTaO₄ 相变 粉末衍射 Rietveld精修     

多晶材料X射线衍射定量分析的多项式拟合法

提出了多晶材料X射线衍 (XRD)射定量分析的多项式拟合法 ,该方法将数学函数模型与计算机技术相结合 ,在建立衍射峰数学函数模型的基础上 ,利用计算机软件对谱线进行多项式全谱拟合 ,分析实验获得的XRD图谱 ,并求得各衍射峰的积分强度 ,从而精确求出混合试样中各相物质的重量分数。文章主要工作包括 3部分 :1 根据混合物的粉末衍射谱是各组成物相的粉末谱的权重叠加 ,各相的权重因子是与该相在混合物中的体积或重量分数有关的事实 ,建立全谱多项式拟合理论 ,找出各相的权重因子 ,进而求出其重量分数 ;2 数据采集与分析 ,给出了数据的处理方法及步骤 ;3 对定量分析的结果进行了比较讨论。该方法简化了数据处理的过程 ,提高了分析结果的精度 ,使粉末衍射数据处理工作变得相对容易     

属特殊结构系列的若干碳化硅多型体的晶体结构

碳化硅(SiC)是典型的层状结构化合物。到目前为止,已发现了150种以上的多型体。作者曾发展了一种特殊的劳厄法可有效地鉴定碳化硅多型体。这种方法,我们发现了85种碳化硅新多型体。为了测定其中一些多型体的结构,拍摄了回摆和魏森堡照相作结构分析,但没有成功。因为这些照相中只有一些基本类型6H,15R和8H的衍射斑点而没有高层多型体的斑点,这是由于新多型体在晶体中含量很少且这些薄晶体多型体处于基本类型6H,8H,15R中间的缘故。本文提出了一种测定碳化硅多型体晶体结构的劳厄法。提出了计算劳厄斑点衍射强度的方法。对结构系列[(33)_m32]₃,[(33)_m34]₃,[(22)_m23]₃和[(44)_m43]₃多型体的结构因子F_hkl的计算方法作了简化。利用这种方法对9种碳化硅新多型体的晶体结构作了测定,其结构用z字形堆垛(Жданов符号)表示时为231R:[(33)₁₂32]₃,249R:[(33)₁₃32]₃,321R:[(33)₁₇32]₃, 339R:[(33)₁₈32]₃,237R:[(33)₁₂34]₃,417R:[(33)₂₂34]₃, 453R:[(33)₂₄34]₃,93R:[(44)₃43]₃,261R:[(44)₁₀43]₃。 关键词：     

SiC多型体几何结构与电子结构研究

采用平面波超软赝势法和范数不变赝势法对几种SiC多型体的几何结构、能带结构等进行了系统的研究.结果表明:6HSiC导带最低点在ML线上U点,用平面波超软赝势法计算时U点在(0000,0500,0176)点附近;而用范数不变赝势法计算时在导带最低点附近能带呈现不连续点,不连续点出现在(0000,0500,0178)点附近.两种赝势法计算结果相比,用平面波超软赝势法得到的导带最低点位置更靠近布里渊区M(0,05,0)点.在平面波超软赝势下,随着六角度的增加,cp,cpa增大的趋势较为明显,能隙和价带宽度变宽的趋势也较为明显.在计算极限内,绝对零度下4HSiC系统能量最低、最稳定,而Ewald能量显示3CSiC最稳定. 关键词： 密度泛函理论 电子结构 SiC     

SiC polytypes process affected by Ge predeposition on Si(111) substrates

Structural and optical measurements were performed on silicon carbide (SiC) samples containing several polytypes. The SiC samples investigated were grown on (111) Si substrates by solid source molecular beam epitaxy (SSMBE). Several quantities of Ge were predeposited before the growth procedure. The influence of Ge on the SiC polytypes formation was studied by X-Ray, FTIR and μ-Raman characterizations methods. The spectra of the samples with less than one Ge monolayer exhibit a mixture of 2H, 15R and 3C–SiC polytypes. This mixture is due to the mismatch between the heterostructure layers. We propose that the Ge predeposition in the heterostructure can be used to stabilize and unify the polytypes formation.     

碳化硅的多型性

本文利用鉴定碳化硅多型体的“点间关系法”分析了一千一百多个碳化硅单晶体的劳埃照片。发现了61种碳化硅新多型体,其中六方晶胞c轴点阵常数最大的多型体1041R的点阵常数达2622.8?。至此碳化硅多型体的数目达110种,其中六方多型体30种,三方多型体80种。利用实验资料对现有的三种碳化硅多型体形成机理作了讨论,即1.螺型位错理论;2.生长环境因素理论和3.热力学理论。     

A theory of the origin of silicon carbide polytypes

A new theory of the origin of SiC polytypes is presented in which the observed polytypes are stabilised as equilibrium phases at the high temperatures of growth, the structures becoming frozen in on cooling. Results of first principles pseudopotential total energy calculations show that the SiC polytypes containing only bands of width 2 and 3 are nearly degenerate in energy while all other polytypes have higher energies. We develop an inter-layer interaction model to describe the energies of the polytypes. Calculations of the phonon free energies of several SiC polytypes using the valence overlap shell model are described. These calculations show that the phonon free energy gives rise to effectively long ranged interactions between the SiC layers which can stabilise a large number of ordered polytypes as equilibrium phases.     

碳化硅多型体连生现象的X射线研究

本工作用劳埃法对分布于三十二炉的四百多个碳化硅单晶进行了类型分布、连生规律和结构完整性等的分析。大量的观察表明,碳化硅片状晶体中的共轴平行连生是一种普遍的现象,二种以上类型的连生占晶体总数的三分之二。文中列出了各种连生类型的统计。系统地报导了SiC晶体连生状况的X射线法实验结果。对各炉晶体所作的类型分布的分析表明,不同的制备条件下影响较大的是颜色和结构完整度。类型分布的规律性并不明显,邻近的晶体类型可以完全相异。用实验数据分析了类型、颜色和蚀坑间的关系。对碳化硅多型体产生的机理作了讨论。     

Self-ordering of nanofacets on vicinal SiC surfaces

Vicinal 4H and 6H-SiC(0001) surfaces have been investigated using atomic force microscopy and cross-sectional high-resolution transmission electron microscopy. We observed the characteristic self-ordering of nanofacets on any surface, regardless of polytypes and vicinal angles, after gas etching at high temperature. Two facet planes are typically revealed: (0001) and high index (112;n) that are induced by equilibrium surface phase separation. A (112;n) plane may have a free energy minimum due to attractive step-step interactions. The differing ordering distances in 4H and 6H polytypes imply the existence of SiC polytypic dependence on nanofaceting. Thus, it should be possible to control SiC surface nanostructures by selecting a polytype, a vicinal angle, and an etching temperature.     

Asymmetric split-vacancy defects in SiC polytypes: a combined theoretical and electron spin resonance study

Transition metal defects were studied in different polytypes of silicon carbide (SiC) by ab initio supercell calculations. We found asymmetric split-vacancy (ASV) complexes for these defects that preferentially form at only one site in hexagonal polytypes, and they may not be detectable at all in cubic polytype. Electron spin resonance study demonstrates the existence of ASV complex in niobium doped 4H polytype of SiC.     

Synthesis of α -SiC nanocrystals by carbothermal reduction of spherical nanoparticles of amorphous silicon dioxide

The method for carbothermal reduction of spherical particles of amorphous silicon dioxide is developed, and hexagonal α-SiC polytype nanocrystals are synthesized. The prepared samples are characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, and electron microscopy. The silicon carbide nanocrystals prepared have sizes in the range 5–50 nm depending on the diameter of initial silicon dioxide particles. A detailed analysis of the positions of the lines in the Raman spectra, their broadening, and shift makes it possible to reliably establish that the samples under investigation predominantly contain the 6H and 4H silicon carbide polytypes and insignificant amounts of the 2H and 3C phases. The 15R and 21R polytypes in the samples are absent. It is noted that the samples are characterized by a substantial size effect: the luminescence intensity of small silicon carbide nanocrystals is more than three times higher than that of large SiC nanocrystals.     

Surface saturation control on the formation of wurtzite polytypes in zinc blende SiC nanofilms grown on Si-（100） substrates

We investigate the formations of wurtzite （WZ） SiC nano polytypes in zinc blende （ZB） SiC nanofilms hetero-grown on Si-（100） substrates via low pressure chemical vapor deposition （LPCVD） by adjusting the Si/C ratio of the introduced precursors. Through SEM, TEM, and Raman characterizations, we find that the nanofilms consist of discrete WZ SiC nano polytypes and ZB SiC polytypes composed of WZ polytypes （WZ ＋ ZB） and disordered ZB SiC polytypes, respectively, according to Si/C ratios of 0.5, 1.5, and 3. We attribute the WZ polytype formation to being due to a kinetic mechanism based on the Si/C surface saturation control.