顽火辉石(Mg0.92,Fe0.08)SiO3的冲击相变和高压状态方程及其地球物理意义

 用阻抗匹配法和电探针技术在48~140 GPa冲击压力范围内对化学组分为(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃、初始密度为3.06 g/cm³的天然顽火辉石进行了冲击压缩实验。根据本工作13发实验数据，结合McQueen等人的数据可以看出，(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃顽火辉石在冲击压缩过程中，大约经历三个明显区域：低压相区，压力范围为0~40 GPa；混合相区，压力范围为40～67 GPa；高压相区，压力范围为68～140 GPa。在低压相区，D-u关系已由McQueen给出；而在高压相区（68～140 GPa），可由本实验数据得到。由叠加原理计算得到的混合物(Mg_0.92, Fe_0.08)O(Mw)+SiO₂(St)的D-u关系及p-ρ关系曲线明显偏离了实验数据的拟合曲线，从而排除了在高达140 GPa冲击压力下，钙钛矿结构的(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃发生向氧化物化学分解相变的可能性。对高压相区的实验数据进行拟合，可以得到(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃钙钛矿的Grüneisen参数γ。通过三阶Birch-Murnaghan有限应变状态方程，由冲击波实验数据得到了零压等熵体积模量K_0S=259.6(9) GPa及其对压力的一阶偏导数K′_0S=4.20(5)，其ρ₀=4.19 g/cm³。(Mg_0.92, Fe_0.08)SiO₃钙钛矿冲击压缩下的密度数据与PREM密度剖面吻合很好，支持钙钛矿为主要成分的下地幔模型。     

压力对GdoBr:Eu晶场参数的影响

 在室温下测量了GdoBr:Eu的常压和高压荧光谱，光谱范围在13 000~21 500 cm^-1之间，压力至12 GPa。由光谱数据得到了Eu³⁺晶场能级随压力的变化曲线。⁷F_0～5能级随压力的变化规律比较复杂，而⁵D_0~2各能均随压力的升高几乎线性地降低。在基态谱项⁷F的49个状态上进行了晶场拟合计算，所得常压下的5个非零晶场参数分别为：B₀²＝-1 124.0 cm^-1，B₀⁴＝-969.6 cm^-1，B₄⁴＝827.9 cm^-1，B₀⁶＝889.6 cm^-1，B₄⁶＝377.0 cm^-1。高压下的计算结果表明，B₀⁴、B₀⁶这两个晶场参数随压力的增加而增大，B₄⁶随压力的增加而减小，而B₀²、B₄⁴随压力的变化有些起伏。晶场强度在8 GPa以下随压力增加而减小，其后开始变强。     

Gd2O2S:Eu荧光谱及能级的高压研究

 在21 500~11 500 cm^-1光谱区间内测量了Gd₂O₂S:Eu的荧光光谱，测量是在室温和液氮条件下进行的，对122条低温谱线和96条常温谱线进行了指认。识别了Eu³⁺离子⁵D_0~2及⁷F_0~6的39个斯塔克能级中的35个能级。在0~15 GPa压力范围内，研究了Gd₂O₂S:Eu高压下的发射光谱。在压力作用下，发现所有观测到的谱线都红移，强度降低。6个⁵D_0~2能级下降速度大于⁷F_J，⁵D₂、⁷F_2~5多重态的斯塔克劈裂变大，而⁵D₁和⁷F₁的劈裂变小。     

Zn0.83Mn0.17Se和ZnSe/Zn0.84Mn0.16Se超晶格材料中Mn2+的压力光谱研究

 采用压力光谱技术在低温下观测到了Mn²⁺离子的⁴T₁→⁶A₁跃迁,该谱线在Zn_0.83Mn_0.17Se和ZnSe/Zn_0.84Mn_0.16Se超晶格样品中有不同的压力行为,体材料中其压力系数为-42.4 peV/Pa,超晶格中为-29.5 peV/Pa。用晶体场理论计算得到体材料Zn_0.83Mn_0.17Se中Mn²⁺离子⁴T₁→⁶A₁谱线的压力系数为-38.3 peV/Pa,与实验结果基本一致。结合材料中发光峰积分强度随压力的变化关系进行分析,证实Mn²⁺离子的发光性质主要与其近邻的晶体场环境有关。     

高压对以沸石分子筛基质的Eu（Ⅲ）稀土发光材料荧光光谱影响的研究

 本文研究了高压下无机微孔材料的相转变，并讨论了压力对离子交换的Eu（Ⅲ）NaA和Eu（Ⅲ）NaY两种以沸石分子筛为基质的稀土发光材料发光性质的影响。实验结果表明，对于不同基质材料，压力对Eu（Ⅲ）离子的光谱结构的影响，尤其是对⁵D₀→⁷F₁磁偶极跃迁与⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁强度比（I_m/I_e）的影响十分显著。对于Eu（Ⅲ）NaA样品来说，I_m/I_e值随压力的增加而增加，而对于Eu（Ⅲ）NaY样品，I_m/I_e值随压力的增加而减少。     

高压下FexN化合物的相分解

 本文研究了室温下压力对Fe_xN化合物相分解的影响。X射线衍射分析表明，高压促使氮原子从Fe_xN化合物的晶格中脱溶出来，引起相分解，形成母相与α-Fe。这种相分解现象随压力增大而加强。通过分析不同压力下母相Fe_xN与α-Fe的相对含量，研究了氮从Fe_xN中脱溶的动力学过程，并计算出激活体积。对于Fe₃N和Fe₄N化合物，其激活体积分别为2.24×10^-5 m³/mol和1.62×10^-5 m³/mol。本实验还指出，通过对Fe_xN化合物的高压处理以及适当条件下退火，可以获得Fe₁₆N₂化合物。     

铜的高压声速和冲击熔化

 用光分析技术，测量了在一维应变冲击条件下，无氧铜的高压下声速，压力范围为125~170 GPa。将上述结果与Broberg、Morris等和Aльгшуер等过去发表的数据结合在一起，对0~170 GPa整个压力区间的声速数据做了综合分析，给出了声速随压力的变化规律。实验结果发现，无氧铜在156~159 GPa之间开始发生冲击熔化，到170 GPa左右，完全进入液相区；对于处于0~156 GPa固体无氧铜的弹性声速c_l可用ln c_l=1.565 888-2.645 488×10^-2ln p+2.710 681×10^-2ln²p拟合公式描述（p的单位为GPa，c_l的单位为km/s），拟合值与实验值的相对误差小于1.3%。     

(Fe0.03Ni0.97)8(Si0.79P0.21)3的等温状态方程研究

 采用固态高温烧结反应方法,成功合成出了陨硅镍铁石样品(Fe_0.03Ni_0.97)₈(Si_0.79P_0.21)₃。X射线衍射结果表明,合成样品的结构为R3'c,对应的晶胞参数为a=b=0.663 8(1) nm,c=3.789 2(2) nm,V=1.446 15(6) nm³。在室温下,对样品进行原位高压X射线衍射研究,实验最高压力达到21.3 GPa,随着压力的升高,晶胞体积逐渐减小,但并没有观察到结构相变。利用Birch-Murnaghan状态方程对体积与压力的关系进行拟合,获得常温常压下的体积V₀=1.441 4(24) nm³,体积模量K₀=220(7) GPa。晶轴与压力的关系利用Murnaghan状态方程拟合,获得a轴和c轴的模量分别为K_a=257(9)和K_c=165(4),c轴较a轴容易压缩。     

高压合成的硼酸锶掺Eu2+离子发光特性的研究

 本文首次采用高压方法合成了Sr₃B₂O₆:Eu²⁺、Sr₂B₂O₅:Eu²⁺、SrB₄O₇:Eu²⁺一系列硼酸盐，研究了它们和SrB₂O₄:Eu²⁺的常压与高压合成产物的发光光谱、强度及效率的变化，以及发光与其结构的关系。由于硼酸盐在高压处理后，结构发生变化，因而光谱及发光强度均有所改变。尤其对SrB₂O₄:Eu²⁺，在适当的合成压力条件及一定的激光条件下，其量子发光效率比常压提高80倍以上。     

MIT口袋模型中的π0→2γ衰变

本文用MIT口袋模型和波包方法计算了π⁰→2γ过程的宽度. 计算发现m_π→0是一个好的近似. MIT口袋模型给出, Γ(π⁰→2γ)∝m³_π/F²_π, 这种形式与Adler的结果相符合, 但数字结果显示, Γ(π⁰→2γ)的理论值是实验值的2.7倍, 这个差主要来自F_π的理论值与实验值的差. 而这个差很强地依赖于MIT口袋模型的方程和边界条件, 从而对MIT口袋模型构成了一个检验.     

50 GPa下NiO等温状态方程的高压X光研究

 本文采用在位的（in situ）高压X光衍射方法研究了近50 GPa和室温下三方结构NiO的等温压缩行为，并用Murnaghan状态方程对实验值进行了最小二乘法拟合，得到的NiO室温状态方程的相应参量分别为：B₀=223 GPa，B₀'=4.21。在室温压力范围内没有观察到第一类结构相变。NiO在六方指标下的轴比c/a随压力的变化在实验压力范围内可用c/a=2.450~1.569×10^-3（GPa）近似描述。     

高温高密度氢（氘）的物态方程——离解效应研究

 高温高压下流体氢将发生离解化学反应，形成具有相互作用的氢分子和氢原子混合体系，此时粒子间的相互作用复杂。利用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型，将混合物粒子间的相互作用等效为单组分粒子间相互作用，从而简化了对体系的统计热力学处理；并由自由能函数极小化确定化学平衡时各组分含量、体系的内能、压强。研究了温度在10 000 K以下、密度在0.6 g/cm³以下（相应摩尔体积大于3.3 cm³/mol）区间的热致离解和压致离解现象对流体氢（氘）状态方程的影响。所得结果与双组分流体变分理论计算以及第一原理的分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟结果以及二级轻气炮实验数据进行了比较，它们之间的一致性表明：用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型处理氢（氘）分子的离解区域的物态方程是成功的。     

Electrical activation of phosphorus-donors introduced in 6H-SiC by hot-implantation

Phosphorus ion (P⁺) implantations into 6H-SiC at room temperature (RT), 800 °C, and 1200 °C with mean concentrations of 1᎒¹⁸-5᎒¹⁹ /cm³ were performed to investigate the effects of hot-implantation on the electrical activation of P atoms. Improvement of the electrical activation of P atoms due to hot-implantation is found to depend on their implantation concentration, which can be divided into three regions. In the implantation with P in a low-concentration region (for example, 1᎒¹⁸ /cm³), no significant difference in the carrier concentrations among the samples implanted at RT and elevated temperatures is observed after annealing above 񫰸 °C. In a medium-concentration region, the carrier concentration increases with implantation temperature. When P ions were implanted in a high-concentration region (for example, 5᎒¹⁹ /cm³), the hot-implanted samples exhibit higher carrier concentration as compared with RT-implanted samples. Regarding hot-implantation, the carrier concentration in 800 °C-implanted samples is higher than that in the 1200 °C-implanted samples. This results can be interpreted as a degree of damage introduced by each implantation.     

高温高压合成CeTbO3+δ的XPS研究

 经过高温高压合成的CeTbO_3+δ进行了XPS研究，发现在1.0 GPa下，Tb⁴⁺在~600 ℃开始转变成Tb³⁺，而Ce⁴⁺在~800 ℃开始向Ce³⁺转变。在1 000~1 200 ℃形成单相萤石结构化合物CeTbO_3+δ的Ce是以Ce³⁺、Ce⁴⁺混合价形式存在，Tb全部变成Tb³⁺。实验表明，用Ce_3d谱上~888 eV峰的峰位及其与882 eV峰的相对强度变化可以定性判断化合物中是否含有Ce³⁺。研究了高温高压合成的CeTbO_3+δ的稳定性随时间的变化问题。     

兰索拉唑的NMR分析及其在溶液中的互变异构现象

利用核磁共振技术（¹H NMR、¹³C NMR、DEPT、¹⁹F NMR、HSQC、HMBC）完成了常温下兰索拉唑氢谱和碳谱的全归属. 在此基础上,通过变温实验对兰索拉唑氢谱和碳谱中出现的宽矮峰进行了解释. 常温下,兰索拉唑存在Ⅰ和Ⅱ式两种构型,且两种构型间不断翻转互变,使部分谱线变宽变矮.当温度升高时,翻转互变加快,宽峰变窄;当温度下降时,翻转互变减慢,在丙酮溶液中-70 ℃翻转互变停止,兰索拉唑以一种构型存在,氢谱中不再出现宽矮峰. 对-70 ℃的兰索拉唑氢谱进行了归属,与常温下氢谱和碳谱归属相吻合.     

Controlled Evolution of Silicon Nanocone Arrays Induced by Ar+ Sputtering at Room Temperature

Controlled evolution of silicon nanocone arrays induced by Ar^＋ sputtering at room temperature, using the coating carbon as a mask, is demonstrated. The investigation of scanning electron microscopy indicates that the morphology of silicon nanostructures can be controlled by adjusting the thickness of the coating carbon film. Increasing the thickness of the coating carbon film from 50-60 nm, 250-300 nm and 750-800 nm to 1500 nm, the morphologies of silicon nanostructures are transformed from smooth surface ripple, coarse surface ripple and surface ripple with densely distributed nanocones to nanocone arrays with a high density of about 1 × 10^9- 2 × 10^9 cm^-2.     

Micro-Raman and ion channeling study of crystal damage in Si induced by focused Co ion beam implantation

The lattice damage of silicon produced by ion implantation at extremely high current density of 0.8 A/cm² (2.5᎒¹⁸ cm^-2 s^-1) was investigated. In a focused ion beam system, implantation was carried out with 70 keV Co ions, fluences of 1.2᎒¹⁶ cm^-2 and 6.7᎒¹⁵ cm^-2 into Si (111) at room temperature and elevated temperatures between 355 °C and 400 °C. Radiation damage measurements were performed by Rutherford backscattering/channeling spectroscopy and micro-Raman analysis. The radiation damage was studied as a function of pixel dwell-time and implantation temperature. The critical temperature for amorphization increases with current density. Although the fluence of the focused ion implantation was constant, crystalline layers were obtained for short and amorphous layers for long pixel dwell-times. The critical dwell-time of crystalline/amorphous transition increases with implantation temperature. From the results a typical time for defect annealing of 10^-5 s at 400 °C and an activation energy of (2.5ǂ.6) eV were deduced.     

A NEW TYPE OF RADIOFREQUENCY METAL ION SOURCE

This article describes a new type of radio-frequency metal ion source, which can be operated with gases, liquids and solids. The operating temperature of the ion source may reach 1000℃. Therefore we can extract ion beams of a considerable number of the elements including metal. At present, the ion beams of Al⁺, Mg⁺, Fe⁺, Cr⁺, Zn⁺, In⁺, Ag⁺, Cd⁺, Sn⁺, Sm⁺, Hg⁺, S⁺, P⁺, As⁺, Se⁺, Te⁺, etc. have been extracted. The total beam current ranges from several hundred microamperes to the order of milliamperes. The useful fraction of ion in total beam is 70—90%. The life of the source ranges from 40 to more than 100 hours.The basic structure and operating characteristics of the source are mainly discussed in this paper.     

高温高应变率下纯锆的本构模型研究

 研究了常温至1 073 K、不同应变率下（4.1×10^－4 s^－1～2.8×10³ s^-1）锆的压缩力学性能。结果表明,锆的流动应力对温度和应变率的变化比较敏感,随应变率的提高而增大,随温度的升高而降低。基于位错动力学理论,建立了锆的本构模型,并考虑塑性变形过程中孪晶演化的影响,对模型进行了修正。修正后的本构模型预测结果与实验结果吻合较好,可描述很宽应变率和温度范围内锆的塑性变形行为。     

高温高压下纳米金刚石粉的特性研究

 研究了炸药爆轰合成的纳米金刚石粉在高温（约1 600 K）、高压（5.2 GPa）条件下的行为。将纳米金刚石粉与粉末合金（Ni₇₀Mn₂₅Co₅、100^#）混合、压制成圆片,与合金片 （Ni₇₀Mn₂₅Co₅）和人造石墨片一起交替放入高温高压合成腔体内,进行高温高压实验。实验结果表明：在高温高压条件下,纳米金刚石粉不能长大,反而石墨化了;在相同的高压和保温时间条件下,随着温度的降低,纳米金刚石粉的石墨化程度减弱,纳米金刚石粉的纳米颗粒长大,可长成0.1 mm尺寸的金刚石颗粒（温度为1 070 K左右）。而在此条件下,人造石墨不能合成金刚石,一般金刚石晶体要变成石墨相。这进一步表明,纳米金刚石颗粒表面的活性使得它可以在较低的温度下长成较大颗粒的金刚石。