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。     

高温高压下CeTbO3合成过程中电阻的动态测试研究

 在0.5 GPa、4.0 GPa的压力下，从室温到800 ℃的温度范围内测量了氧化物CeTbO₃、单稀土氧化物Tb₄O₇、CeO₂和摩尔比维4∶1配比的混合物CeO₂+Tb₄O₇等的电阻随温度变化关系。对这四种物质均反映出电阻随温度增加而减小的半导体特征。在压力维0.5 GPa，温度高于600 ℃时发现了混合物CeO₂+Tb₄O₇、氧化物Tb₄O₇中电阻变化的起伏。X射线衍射谱表明，对应这一电阻变化，在结构上出现了变化。结果分析表明，这一变化与Tb⁴⁺→Tb³⁺的价态变化密切相联。     

Eu3+离子掺杂钛酸盐纳米管的直接水热合成与发光性能

 采用纳米管制备和离子掺杂同步进行的直接水热合成方法，合成了纯钛酸盐纳米管（TNT）和Eu³⁺离子掺杂的纳米管（TNT-Eu）；并利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、光致发光谱仪研究了纳米管的形貌特征、物相组成、热稳定性和发光性能。结果显示：这种方法简便易行、稳定性好、产率高。钛酸盐纳米管物相可近似表示为(H,Na)₂Ti₃O₇或(H,Na)₂(Ti,Eu)₃O₇。高温处理对钛酸盐纳米管的结构产生很大的影响，450 ℃下纳米管的层状结构被破坏，晶体结构转化为锐钛矿型的TiO₂。TNT-Eu样品的发光性能较强，出现的393.5 nm、593 nm、614 nm的谱带归属于⁵D₀-⁷F₁和⁵D₀-⁷F₂电子的跃迁。     

Co2+:ZnAl2O4晶体电子光谱及其2E态双重谱线结构的Jahn-Teller效应研究

在中间场耦合图象中,利用Racak不可约张量算符法和Wigner－Eckart定理,建立了3d⁷(C_3v)电子组态的完全能量矩阵;利用该矩阵研究了Co²⁺:ZnAl₂O₄晶体的电子光谱,理论与观测十分吻合．首次定量地解释了2E态的双重谱线结构,并从理论上预言了⁴A₂基态2.93cm^-1的零场分裂(ZFS)．研究结果定量地表明,Jahn－Teller效应所致Co²⁺:ZnAl₂O₄晶体Co²⁺中心局域结构的畸变假设是合理的．     

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。     

静高压下Al80Mn14Si6合金准晶相形成的研究

 本文首次研究了Al₈₀Mn₁₄Si₆合金在静高压下准晶相得形成。利用静高压熔态淬火方法，在压力2.8和3.1 GPa下得到淬火的Al-Mn-Si样品。电子和X射线衍射实验表明，高压淬火样品中含有准晶二十面体相和非晶相。X射线衍射实验还表明，高压淬火样品经350 ℃退火一小时基本上没有发生变化；而经过500 ℃退火一小时后，准晶相晶化为α-Al₇₃Si₁₀Mn₁₇相。另外，电子衍射实验表明，高压淬火后样品中还存在其它中间亚稳相。本文还讨论了静高压熔态淬火方法的适用性。     

高温高压下C3N6H6分解产物的研究

 采用高温高压方法分解缩聚三聚氰胺（C₃N₆H₆），得到一种棕黑色粉末。经过X射线粉末衍射分析，产物主要由未完全分解的原料、碳和分解过程中的过渡相组成。透射电镜观察结果显示，过渡相在某一方向具有长周期结构；在扫描电镜下观察形貌，产物为片状组织，且其中有少量气孔；X射线能散结果表明，C∶N≈3.27∶1（原子比）；此外，进行了红外吸收谱和X射线光电子能谱测试，产物主要键合状态是C(sp²)＝N和C(sp²)—N。     

硅酸锶掺Er3+的高压合成及发光特性

 首次采用高压高温方法合成了Sr₂SiO₄:Er³⁺Bi³⁺和SrSiO₃:Er³⁺Bi³⁺发光材料，研究了合成压力、合成温度对发光特性的影响。与常压合成产物相比较，发光谱发生了红移；谱线半宽度显著增大；发光强度和量子发光效率下降。X射线衍射分析得出，SrSiO₃:Er³⁺Bi³⁺发生了结构相变，Sr₂SiO₄:Er³⁺Bi³⁺结构未变但晶格参数发生了变化，且主衍射峰强度发生了反转。分析表明，发光特性的变化是压致晶场、库仑及自旋-轨道相互作用的变化引起的。     

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。     

固相线下Pr1-xBa2-yCax+yCu3O7±δ体系的相关系和晶体结构

 利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修的方法研究了固相线下Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ体系的相关系和晶体结构。研究表明：950 ℃、空气条件下，Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ（y=0）体系系列样品总是含有两相：Pr123（PrBa₂Cu₃O_7±δ）和BaCuO₂；而且，随Ca含量的增加，杂相BaCuO₂的含量也随之增加。Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ（x=0）体系y=0.1、0.2、0.3、0.4的样品都只含有Pr123单相；y=0.5的样品含有3相：Pr123、Ca₂CuO₃和Pr₄Ca₁₀Cu₂₄O₄₁。另外，Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ（x=0）系列样品（y=0.1、0.2、0.3、0.4）中Pr123相还发生了正交-四方晶系的结构转化。y=0.1和0.2的样品为正交晶系，晶胞参数分别为a=0.390 33(4)和0.389 36(1) nm，b=0.389 53(4)和0.387 73(1) nm，c=1.173 38(4) 和1.168 20(2) nm；y=0.3和0.4的样品为四方晶系，晶胞参数分别为a=b=0.387 80(0) 和0.387 67(0) nm，c=1.166 00(2) 和1.165 20(2) nm。在Pr123结构中，Ba离子可以被Pr离子代替，但不能被Ca离子所代替。Ca离子占据部分Pr离子的位置。在Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ（x=0）体系中Pr、Ba和Ca离子间的相互替代中，离子半径比化学性质起到了更大的作用。在950 ℃、空气条件下，Ca离子在Pr_1-xBa_2-yCa_x+yCu₃O_7±δ体系中的最大溶解量是当x=0时，y≤0.4。     

0212型Ca3Cu2O4+δCl2-y化合物高温高压合成与研究

 利用“顶角氧掺杂”机制，即以二价氧部分替代顶角一价氯，用Ag₂O做氧源，在高温高压下制备了单相的Ca₃Cu₂O_4+δCl_2-y样品。X射线衍射分析发现，随着Ag₂O含量的增加，Ca₃Cu₂O_4+δCl_2-y样品的晶格常数a逐渐变小，c逐渐增大，体现了空穴掺杂的本质。进行了电阻率和磁化率测量，没有发现超导性，可能是空穴载流子没有达到合适的浓度所致。     

稀土焦绿石化合物R2Fe4/3W2/3O7的高温高压稳定性研究和X射线相分析

 本文利用X射线粉末衍射和位敏探测技术，研究了R₂Fe_4/3W_2/3O₇（R=Er、Yb、Dy）化合物经高温高压处理后的变化情况。在3.7 GPa，1 200 ℃条件下，六方相R₂Fe_4/3W_2/3O₇化合物按两种方式分解，而直接由R₂O₃，Fe₂O₃和WO₃原料出发，经上述同样的高温高压条件合成所得的产物与六方相高温高压分解产物相同，均为R₂WO₆、RFeO₃、WO₃和Fe₂O₃的多相聚合物。同时给出了R₂Fe_4/3W_2/3O₇六方相高温高压下的稳定区范围。     

高压高温下B2O3与Mg和Li3N的反应

 通过B₂O₃与Mg和Li₃N分别在不同温度压力条件下的反应，用X射线方法研究了生成物的物相。当采用Mg与B₂O₃为原料时，其产物是Mg₃B₂O₆；用Li₃N与B₂O₃反应时，产物中除了Li₃BO₃，还有立方氮化硼（cBN）生成。这表明，当原料中含有相同数量B₂O₃时，用Mg和Li₃N分别作触媒合成立方氮化硼，将得到不同的结果。     

基于组分Ca2Pr2Cu5O10三元固溶区的范围和晶体结构

 利用X射线衍射分析和Rietveld结构精修方法研究了基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀三元固溶区的范围和晶体结构。根据X射线分析结果和相消失法，为了保持Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀结构单位晶胞中恒定的氧含量和电价平衡，基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶区的范围可确定为：在Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀固溶区的富Ca区（Ca/Pr>1），其表达式仍可以表示为一般的化学计量式Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀（x=0.4, 0.2, 0）；在富Pr区（Ca/Pr<1），其表达式为Ca_1.7Pr_2.2·Cu₅O₁₀、Ca_1.4Pr_2.4Cu₅O₁₀，即：Ca_2+xPr_2-xCu₅O₁₀固溶区范围从Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀至Ca_1.4Pr_2.4·Cu₅O₁₀。研究表明：基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶体晶体结构可以看作是正交晶系NaCuO₂型亚晶胞的无公度相；Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀亚晶胞的点阵常数为a₀=0.282 46(7) nm，b₀=0.636 93(1) nm，c₀=1.067 94(1) nm；其正交超结构的点阵常数为a=5a₀，b=b₀，c=5c₀。Ca_2.4Pr_1.6Cu₅O₁₀的结构也可以用单斜超晶胞来表述，该单斜超晶胞的空间群为P2₁/c，Z=4，a=5a₀，b=b₀，c=c₀/sin β，β=104.79°或136.60°，V=5a₀b₀c₀。在基于组分Ca₂Pr₂Cu₅O₁₀的三元固溶体晶体结构中，Ca和Pr之间在一定范围内是可以相互替代的，而且它们在结构中的占位是无序的。     

金属性氧化物LaCuO3的高氧压合成及Cu3+态的XPS研究

 本文在成功地用超高氧压（~6.5 GPa）及高温（~980 ℃）合成和结构测定的基础上，首次对金属性化合物中LaCuO₃中的Cu³⁺离子给予标定，并研究了它与绝缘体中Cu³⁺的区别。本论文中合成的LaCuO₃为金属性化合物，电导率测量表明在大于13 K无超导电性迹象。XPS测量给出了LaCuO₃中Cu2p_3/2内层电子结合能相对于La₂CuO₄或CuO中的Cu²⁺向高结合能方向移动了约2.6 eV，这一量值远大于NaCuO₂（绝缘体）中的Cu2p_3/2相对于CuO中的Cu²⁺移动的值，约为1.3 eV。Auger谱测量表明，LaCuO₃的修正了的Auger参数与CuO的基本相同，但L₃VV的Auger电子动能相对CuO移动了2.8 eV。这些位移说明在金属性化合物LaCuO₃中，Cu³⁺处在八面体位置上，它与近邻的Cu³⁺连成单个Cu—O—Cu桥，因此可作为对比p型高T_c含铜氧化物的XPS谱的标准。     

Nd3+掺杂B2O3-Nb2O5-BaO-La2O3玻璃光谱性质的研究

 用高温熔融法制备了Nd³⁺(物质的量分数2％）掺杂40B₂O₃-(15-χ)Nb₂O₅-45BaO-χLa₂O₃玻璃，测量了样品的吸收光谱、发射光谱和差热分析（DTA）曲线。根据Nd3+光学跃起矩阵的特点，应用Judd-Ofelt理论，从吸收光谱获得了Nd³⁺光学跃起的强度参数。并计算了Nd³⁺离子的自发辐射跃迁几率、总自发辐射几率、荧光分支比、辐射能级寿命和受激发射截面。结果表明：该体系玻璃中，随着Nb₂O₅ 含量的增加和La₂O₃₂增大，说明材料的对称性降低；而Ω₆减小，说明Nd-O键的共价性和键强增强；受激发射截面减小。DTA实验表明，随着Nb₂O₅含量的增加，材料的热稳定性提高。     

高压下LiB3O5晶体-非晶体相变的研究

 采用X射线粉末衍射和同步辐射能散X射线衍射技术，对LiB₃O₅（LBO）晶体进行了压致非晶化相变的研究，压力达45.1 GPa。实验结果表明，LBO存在两个中间相变，压力分别为5 GPa和15.8 GPa。而当压力增加到25~31.6 GPa时，LBO出现非晶态，这个非晶化相变是不可逆的。     

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。     

冷压与热压处理对YBa2Cu3O7-δ的结构相变和超导电性的影响

 本文研究了冷压（2.2~5.2 GPa）与热压（2.2 GPa,2.50~950 ℃）对YBa₂Cu₃O_7-δ的正交→四方相转变区和超导电性的影响。冷压保持其正交结构,但破坏了超导性,在98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再在空气中烧结,可恢复液氮温区的零电阻状态。以Cu锅密封样品,热压处理至950 ℃,不发生Cu的析出。热压处理后,98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再经通氧烧结,于86 K出现零电阻。热压处理过程,从450~950 ℃为正交→四方转变区。950 ℃为转变结束温度,大大高于氧气、空气、氮气、真空状态的温度。400 ℃附近为起始转变温度,低于氮气、氧气气氛的温度。因此相变区加宽。T_0-t结束温度升高,与Cu锅的抑制还原作用有密切关系。如降低高压淬火速率（<<10² ℃/s）,或随后辅以氧气氛中的后处理,将有利于获得既有高密度又有高T_c的YBa₂Cu₃O_7-δ超导体。     

La2CuO4+δ和La2-xSrxCuO4系统中的电子输运性质

 本文解释了La₂CuO_4+δ（0≤δ≤0.09）和La_2-xSr_xCuO₄（0≤x≤0.3）两种p型系统含铜稀土氧化物中的电阻和Seebeck系数与温度的依赖关系，在室温以上，一氧大气压下的La₂CuO_4+δ系统趋于失氧；在500 K以上，超导样品显示出失氧的一级相变，并且恢复到反铁磁相。在转变温度T₁≈300 K以下，对0<δ<0.05成份的样品，相分离成反铁磁相和超导相；而在T_cρ≈100 K的温度范围内，超导相进一步分离成富空穴和贫空穴畴。在0.04≤δ≤0.09范围内，T_c处的电阻陡降出现了台阶；我们认为，它反映了电子成对的起伏。在La_2-xSr_xCuO₄系统中，对于成分为01≈300 K以上，空穴的运动是弥散的，但是ΔH_m=0；而对于x≥0.22的样品，经历了从平滑到Fermi液态的转变。成份为0c1范围（其中空穴继续以弥散方式运动）是亚稳的，但是，在T_cρ≤150 K范围，出现了电荷起伏。当样品冷却通过T₁时，对于成份为0.15≤x≤0.2的样品，经历了由弥散到强质量增强巡游电子状态的转变；在T_c处，从均匀的修饰电子的正常态凝聚成超导的载流子对。在超导成份样品的正常态中，不寻常的电子-晶格相互作用，可以归结为在CuO₂面上从更离子性的到共价性的Cu:3d_x²-r²─O:P_σ键合的转变；通过这种转变，轨道杂化和Hubbard U参量随Cu─O键长和Cu原子上的外表局域氧化态都产生灵敏的变化。