离子轰击产生湍层氮化硼

用高分辨率透射电子显微镜检查了N+2离子轰击后的氮化硼样品.发现在片状六方形氮化硼sp2层的弯折区,有0.35mm晶面间距的湍层氮化硼形成.虽然其形成机制尚不清楚,但是基于束流–固体相互作用观点的讨论可能是了解湍层氮化硼结构生长过程的关键所在.     

AlNBN复相纳米陶瓷的高温高压合成与表征

利用直流电弧等离子体方法制备了氮化铝纳米粉,用行星式球磨机制备纳米级的氮化硼粉,将这两种纳米粉均匀混合,经过5 GPa、1500 ℃的高温高压处理,最终制备出AlN/BN纳米复相陶瓷,对合成的产物进行了X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的分析,得到样品的结构和形貌特征,结果表明合成产物为AlN/BN纳米复相陶瓷.      

氮化硼纳米片的电子结构和自旋调控

单层氮化硼纳米材料具有与石墨烯相似的原子排列方式, 但是由于硼原子和氮原子之间的电荷转移, 两种材料的电子特性具有较大的差异. 本文采用Hubbard模型和量子力学第一性原理计算相结合的方法研究了具有氢原子饱和的锯齿型边界的三角形氮化硼纳米片(Nanoflake) 的电子结构, 发现：与相应的石墨烯纳米片不同, 出现在氮化硼纳米片费米能级附近的零能态(zero-energy-states)要么被电子完全占据, 要么是全空的, 表现出自旋简并的特点; 通过对氮化硼纳米片进行电子(或空穴)掺杂可以有效地调控"零能态"上的电子占据, 进而对氮化硼纳米片的自旋进行调控. 这将为氮化硼纳米材料在自旋电子学等领域的应用提供重要的理论依据. 关键词： 氮化硼纳米片 电子结构调控 Hubbard 模型 量子力学第一性原理     

BN管状团簇到单壁纳米管的几何结构和电子性质

利用密度泛函理论(DFT),对氮化硼(BN)管状团簇的几何结构、稳定性和电子性质进行了研究.选取合适的BN结构单元作为结构生长基元,采用逐层生长的方式计算得到有限长度、不同截面尺寸的稳定管状团簇.结构中B-N交替排列,结构组成中的四元环和六元环数目均符合一般表达式.计算结果表明,通过适当组装管状团簇以及碳原子掺杂,可以制备出带隙可调的单壁氮化硼纳米管.     

高压对氮化硼纳米管的几何结构、电子结构和光学性质的影响

运用密度泛函理论平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),计算研究了纳米管BN(5,5)在不同压力条件下的几何结构、电子结构和光学性质. 在高压条件下管口形状发生了较大的变化. 与闪锌矿结构BN比较分析发现两种结构间存在一些性质上的差异：首先,在外压力作用下,BN(5,5)纳米管的带隙随压力增大而减小,变化率为-0.01795eV/GPa,而闪锌矿结构BN随压力增大而增大;其次光吸收谱在压力条件下,没有和闪锌矿结构BN一样发生“蓝移”,相反在红外方向有所拓展;但纳米管BN(5,5)电子的转移方向和 关键词： 氮化硼纳米管 密度泛函理论(DFT) 电子结构     

石墨烯-六方氮化硼面内异质结构的扫描隧道显微学研究

石墨烯-六方氮化硼面内异质结构因可调控石墨烯的能带结构而受到广泛关注. 本文介绍了在超高真空体系内, 利用两步生长法在两类对石墨烯分别有强和弱电子掺杂的基底, 即Rh(111)和Ir(111)上制备石墨烯-六方氮化硼单原子层异质结构. 通过扫描隧道显微镜及扫描隧道谱对这两种材料的形貌和电子结构进行研究发现: 石墨烯和六方氮化硼倾向于拼接生长形成单层的异质结构, 而非形成各自分立的畴区; 在拼接边界处, 石墨烯和六方氮化硼原子结构连续无缺陷; 拼接边界多为锯齿形型, 该实验结果与密度泛函理论计算结果相符合; 拼接界面处的石墨烯和六方氮化硼分别具有各自本征的电子结构, 六方氮化硼对石墨烯未产生电子掺杂效应.     

石墨烯和六方氮化硼纳米片的几何结构、电子结构、磁性及边缘特性研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,计算了多种尺寸的石墨烯和六方氮化硼纳米片的性质,系统研究了其中的量子尺寸效应.研究的最大尺寸纳米片的直径约为5.5 nm,包含816个原子.对纳米片及其边缘的几何结构、电子结构、磁性性质以及电子分布进行了深入探讨,发现石墨烯和六方氮化硼纳米片最外层原子有由锯齿形向圆形变化的趋势,使得纳米片最外层更加平滑.随着纳米片尺寸的增加,能级由分立逐渐变得连续,纳米片由孤立分子态逐渐变得接近无限的晶体;禁带宽度总体有下降的趋势,符合量子尺寸效应.纳米片存在明显的磁性,磁矩主要集中在最外层原子上,且在相对平滑的地方容易出现磁性,相对弯曲的地方不易出现磁性.当增加体系的电子数时,增加的电子主要分布在最外层,使得纳米片整体磁性呈递减的趋势;当减少体系的电子数时,减少的电子的分布逐渐由最外层向内收缩,体系的总磁矩略有增加.研究结果对石墨烯和六方氮化硼纳米片的应用有参考价值.     

毛刺状竹节结构氮化硼纳米管的合成与生长机理

以非晶硼和氧化镍纳米颗粒为原料,在氨气中1100 oC下合成了毛刺状竹节结构的氮化硼纳米管. 利用X射线衍射和透射电镜研究了氮化硼纳米管的结构和形貌. 竹节结构纳米管表面的毛刺是六方氮化硼的纳米薄片. 提出了一种基于固态硼和气态二氧化硼扩散的毛刺形貌生长机理.     

AlN/BN纳米结构多层膜微结构及力学性能

用射频磁控溅射法制备了AlN,BN单层膜及AlN/BN纳米多层膜.采用X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜和纳米压痕仪对薄膜结构进行表征.分析表明：单层膜AlN为w-AlN结构,BN为非晶相.AlN/BN多层膜中BN的结构与BN层厚有关.当BN层厚小于0.55nm时,由于AlN层模板的作用,BN发生了外延生长,BN与AlN的结构相同;当BN层厚大于0.74nm时,BN为非晶.AlN/BN多层膜的硬度也与BN层的厚度有关.当BN层厚为1—2个分子层时,AlN/BN多层膜具有超硬效应;当BN层厚增加到0.74 关键词： AlN/BN多层膜 BN结构 超硬效应     

无机类富勒烯MoS2纳米材料的制备与表征

采用简单的沉淀法 ,利用聚乙二醇作为分散剂 ,盐酸羟铵为还原剂 ,以硫化铵为硫源合成了具有无机类富勒烯结构的纳米二硫化钼 ,通过粉末X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM )和高分辨透射电镜 (HRTEM)等方法对其形貌和结构进行了表征 .结果表明 ,用聚乙二醇做分散剂 ,使其吸附在前驱物表面使颗粒环境呈现出一个相对隔绝的状态 ,在煅烧过程中 ,其空间位阻作用有利于MoS2 纳米颗粒形成无机类富勒烯结构 .     

Spin-polarized zero-energy states in BN/C core–shell quantum dots

Boron-nitride (BN) domains in graphene or graphene domains in BN monolayer offer additional freedoms for tuning the electronic properties of these BN/C nanostructures, which is quite crucial for the applications in nanoscale devices. Based on first-principles calculations combined with a simple Hubbard model, we show that the electron zero-energy states (ZESs) of BN/graphene core–shell quantum dots (QDs) in triangular shapes can be well tuned by varying the size and topology of each domain. The net spin of the systems is dominated by the graphene segment which can be described by a Lieb?s theorem. We also demonstrated that a π-electron Hubbard model within a mean-field approximation is implementable in dealing with the electron spin-polarization of BN/C hetero-structured graphene-like materials. This provides an efficient theoretical approach for the BN/C systems where electron spin-polarization is involved.     

Vacancy growth and migration dynamics in atomically thin hexagonal boron nitride under electron beam irradiation

Atomically thin hexagonal boron nitride (h‐BN) is investigated using aberration‐corrected ultra‐high resolution electron microscopy under 80 kV electron beam. This study focuses on the in situ formation, growth and migration of vacancies in h‐BN. This study also reveals interaction dynamics of edges and vacancies with adatoms and molecules under the electron beam. According to this investigation, boron monovacancies migrate through their second neighbor to reduce the surface energy of the membrane. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

用气相沉积方法在低气压下制备BN的高压相：E-BN、c-BN、w-BN

 用射频磁控溅射方法得到了低应力立方氮化硼薄膜。红外光谱结果表明,薄膜具有很好的附着力,且含有少量的E-BN和w-BN。电子衍射谱表明薄膜表层是纯立方相。同时利用此方法得到了E-BN薄膜。认为在薄膜生长过程中可能经历了一个从E-BN到c-BN的相转变过程。     

F掺杂的BN纳米管及电导特性

利用一种新颖的催化生长方法,在生长BN纳米管的过程中直接引入F原子,获得了均匀F掺杂的BN纳米管.高分辨透射电子显微镜研究表明,构成BN纳米管的六元环由于F掺杂而被严重扭曲,纳米管壁由一些高度卷曲的连续片层构成.电学性质测量表明,相对于无掺杂的BN纳米管而言,F掺杂BN纳米管的电导显著增加.     

60keV N2+轰击生成BN纳米结构

报道了N2+离子轰击BN固体样品过程中,弯折BN片纳米结构和笼状小BN分子的形成.高分辨透射电子显微分析表明,厚度小于13nm的BN片具有高度可弯折性,也观察到了一些直径为0.4—1.8nm,接近于B₁₂N₁₂, B₁₆ N₁₆和B₂₀₈N₂₀₈的8面体笼状物.基于束流-固体相互作用观点,讨论了这些BN纳米结构的形成原因.     

气体分子在Co-BN表面吸附的第一性原理研究

采用包含色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)方法系统地研究了气体分子(O2, H2, NO, CO, CO2, SO2, H2S, H2O)在Co掺杂单层BN(Co-BN)表面的吸附, 分析了吸附小分子的几何结构, 吸附能, 电荷转移等情况. 结果表明: 1) CO等气体分子主要吸附在Co及其近邻六元环的顶位, 吸附结构的电荷转移表明掺杂原子Co对BN衬底的气敏特性有较好的调制作用; 2) 在Co-BN表面吸附的O2和CO较易被活化, 表明Co-BN可能是一种对CO氧化有较好催化活性的新型催化材料.     

高温高压下氮化硼的结晶化及立方氮化硼的合成

 研究了非晶BN、二维有序BN和低有序度六方BN（G.I＝6.1）在高温高压下的结晶行为及不同有序度的BN对立方BN合成的影响。研究结果表明，低有序度BN向高有序度六方相转化，但不同有序度的BN原料向立方BN转化的行为不同。少量B掺杂下的立方氮化硼的合成实验发现B的掺入阻碍立方BN的生成。低有序度BN不易向立方BN的主要原因可以认为是它们存在较多的N空位，高温高压下随着BN的结晶化，B以杂质析出并阻碍了立方BN的合成。     

电子辐照金刚石的光致发光研究

本文利用488 nm及325 nm激光器比较了超纯、氮掺杂及硼掺杂三种金刚石经电子辐照所形成的光学中心. 结果表明, 金刚石中引入施主或受主原子后, 形成了新的光学中心, 如NV, DB1中心.