中介尺度Au纳米团簇凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究了原子个数N=1088的Au纳米团簇的凝固过程的微观结构、热力学和动力学参数的变化.模型采用的是Johnson的EAM作用势.模拟结果表明:液态团簇在两种不同的冷速下冷却得到两种不同的固态组织:晶体团簇和非晶团簇.当冷速为1.5625×1013K/s时,能量随温度的变化呈线性关系,且偶分布函数的第二峰发生劈裂,体系形成非晶态;当冷速为1.5625×1012K/s时,能量-温度曲线上出现拐点,且偶分布函数显示明显的晶体峰特征,说明体系形成了晶体.另外,计算了不同冷速下原子的平均平方位移随温度的变化,发现原子位置的重排对冷却速度非常敏感.当冷速较快时,原子只在很小的范围内运动;而结晶过程是原子不断扩散重新排列的过程.     

MWECR CVD法高速沉积α-Si:H薄膜的红外光谱研究

应用微波电子回旋共振化学气相沉积(MWECR CVD)方法,在较高速度下沉积了α-Si:H薄膜,用FTIR红外谱仪研究了α-Si:H薄膜的结构特性随H2/SiH4、沉积温度和沉积速率变化关系,并对2000cm-1附近的特征吸收峰用高斯函数进行了拟合分析,获得了沉积高质量α-Si:H薄膜的最佳工艺条件.     

掺钛蓝宝石晶体热学性质研究

本文系统分析了掺钛蓝宝石晶体的热学性质.在303.15～ 764.15 K的温度范围内,晶体的主热膨胀系数分别为α1=3.8 ×10-6K-1和α3=6.4×10-6 K-1.298.15 K时,晶体的比热为0.766 J·g-1·K-1.采用激光脉冲法测试了晶体在303 ～570 K温度范围内的热扩散率.掺钛蓝宝石晶体的主热导率分量k与热力学温度T的函数关系通过拟合获得,为k1=-626.60772/(-2.52108T+706.53622)+5.96781和k3=-1347.76226/(-2.37632T+616.40571) +5.88351.     

Nd:YbVO4激光晶体的生长及热学性质

用提拉法沿a轴和c轴成功生长出质量优良的Nd:YbVO4新型单晶.采用HRXRD-D5005型高分辨X射线衍射仪测得晶体的摇摆曲线,可以测得(400)面的半峰宽为70.92″,(004)面的半峰宽为19.80″.测得掺杂浓度为1;原子分数Nd:YbVO4晶体中Nd离子的有效分凝系数Keff为0.54.在298.15～573.15K温度范围内测量了晶体的热膨胀系数,αa=2.6×10-6/K,αb=2.5×10-6/K,αc=8.7×10-6/K;测得比热值为0.45～0.65J/g·K.测量了晶体的热扩散系数a,从而得到了其热导率λ.     

BaMgF4晶体电子结构及光学性质的第一性原理研究

运用CASTEP软件计算了完整的BaMgF4晶体的电子结构、介电函数和吸收光谱.采用剪刀算子进行修正,根据实验结果和计算结果比对,确定剪刀算子值为4.77 eV.计算结果显示完整的BaMgF4晶体在14.203～14.475 eV和21.480～21.767 eV两个区间有很明显的吸收峰,吸收边为10.337 eV,对应BaMgF4晶体的本征吸收边125 nm,计算结果与实验结果基本一致.     

Nd:Ca10 K(VO4)7激光晶体的生长及光谱性质

采用固相法合成多晶粉末原料,并用提拉法(Czochraski)生长出尺寸约为φ20 mm×20mm、光学质量优良的Nd:Ca10K(VO4)7晶体.采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)测定了Nd3 、K 离子在晶体中的掺杂浓度,并据此计算出其有效分凝系数Keff分别为1.25、0.73.测定了晶体的热膨胀系数,约为αa=7.9×10-6K-1,αc=11.3×10-6K-1;维氏硬度为358.3VDH.在室温下测定了Nd:Ca10K(VO4)7晶体的偏振吸收谱、偏振荧光谱及荧光寿命,并用J-O理论计算了其光谱参数.结果表明,该晶体在810 nm处的吸收半峰宽为11 nm,其吸收截面为5.06×10-20cm2;在1069nm处具有较大的发射截面,约为1.72×10-19cm2.同时,该晶体还具有比较弱的浓度猝灭效应.这些特点表明该晶体较适合用作微片激光材料.     

一种计算层状声子晶体弹性波带结构的无网格弱形式RBF方法

本文提出了一种基于紧致径向基函数(RBF)的无网格局部弱形式方法来计算层状声子晶体的能带结构.位移函数由一组径向基函数表示,利用变分原理,考虑周期边界条件,导出了单位单元RBF方法的一般形式.通过求解矩阵特征值问题可以得到能带结构.用有限元法对新的弱形式RBF方法进行了验证.对于不同的声阻抗比和长度比,通过数值算例进行讨论,显示所提出的弱形式RBF方法与有限元和强格式RBF方法相比计算层状声子晶体的能带结构的效率.     

高分辨X射线衍射术对NdP5O14晶体的自发应变及铁弹畴结构的研究

利用助溶剂法,已经生长出15mm×25mm×60mm的大尺寸NdP5O14(NPP)晶体.用高分辨X射线衍射术对自发应变及铁弹畴结构进行了研究.对几个不同的反射,可在其摇摆曲线上观测到由基体畴和铁弹畴之间的取向差导致的反射峰的分离.通过反射峰分离的特点,可以确定铁弹畴结构.NPP晶体中大多数铁弹畴为a型畴,b型畴只出现在严重形变的区域. 基于NdP5O14晶体畴结构,我们分别计算了802,402和204反射的峰分离量.实验测量结果符合计算结果.另外,通过测量基体畴和铁弹畴的800反射的峰分离量我们确定了NdP5O14的自发应变是0.0082.通过结构和对称性分析,我们对这种晶体的畴结构进行了详细讨论.     

Er3+:NaY(Wo.9Moo.1O4)2晶体的生长及光谱性能

采用提拉法(CZ法),生长出质量良好的Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体.通过X射线粉末衍射,红外光谱分析,并与NaY(WO4)2相比较,得到Er3+:NaY(W0.9Mo0.1O4)2晶体的结构与NYW类似,仍为四方晶系的白钨矿结构,I4(1)/α空间群.测定了晶体的实际组成,得到晶体中各元素均按理论值进行掺杂,计算了掺杂离子的分凝系数约为1.15.在光谱性质上,测试了晶体的吸收光谱,及晶体在50～1000cm-1波数范围内的拉曼光谱,并计算了各吸收峰的半峰宽及吸收系数A.     

蓝宝石晶体的热学性能研究

对热交换法生长的蓝宝石晶体的热学性质做了系统的研究.在298 ～1773 K的温度范围内,用热膨胀仪测量晶体的主热膨胀系数分别为α11=5.312×10-6 ～8.379×10-6 K-1,α33=6.008×10-6～9.317×10-6K.,r向热膨胀系数αr=5.402×10-6K-1～8.821×10-6K-1.在298 ～1273 K的温度范围内,测得晶体的比热为0.7798～1.2242 J/(g·K).采用激光脉冲法测量了在298～1273 K温度范围内晶体的热扩散系数,并通过计算得出主热导率分别为k11 =31.429～5.556 W/(m·K)和k33 =33.611 ～7.651 W/(m·K),r向热导率kr=36.521 ～9.153 W/(m· K).