一套高温高压原位拉曼散射、布里渊散射测量系统

本文描述了一套利用激光加热技术、金刚石对顶砧高压技术,集成共聚焦拉曼光谱测量、六通道布里渊散射光谱测量、以及黑体辐射光谱测温,成功搭建起来的高温高压原位拉曼散射、布里渊散射的光学测量系统。利用该系统,并结合薄膜沉积金属、光刻技术改进了金刚石对顶砧中样品的装填方法,解决了样品透明不易加热的问题。已利用该系统得到液态氩在0.85 GPa常温状态下和14.58 GPa熔融状态下的体声速分别为1.85 Km/s和5.19 Km/s。     

High-Pressure and High-Temperature Behaviour of Gallium Oxide

High-temperature and high-pressure behaviours of β-Ga2O3 powder are studied by energy-dispersive x-ray diffrac- tion in a diamond anvil cell （DAC）. It is found that the phase transition from the monoclinic β-Ga2O3 to the trigonal α-Ga2O3 occurs at around 19.2 GPa under cold compression. By heating the powder to 2000 K at 30 GPa, we confirm that α-Ga2O3 is the most stable structure at the high pressure. Furthermore, the structural transition from β-Ga2O3 to α-Ga2O3 is irreversible. After laser heating, the recrystallized Ga2O3 has a preferable （012） orientation. This interesting behaviour is also discussed.     

In2（MoO4)3晶体的高压拉曼振动研究

钼酸铟(In2(MoO4)3)由于其独特的负热膨胀性质,已被广泛应用于燃料电池、光学器件、激光材料等方面. 为了进一步探讨其晶体结构和物理性质,本工作在金刚石对顶砧上原位测量了In2(MoO4)3 的高压拉曼光谱,最高压力达到18 GPa. 在研究的压力范围内,本工作观察到了两次相变. 首先,In2(MoO4)3在压力为1.2 GPa 时, 发生了 由从P21/a相到低对称结构的相转变. 在压力为5.8 GPa 时, 样品又发生了从晶相到非晶相的第二次相转变. 卸压后样品仍为非晶相,说明In2(MoO4)3 在高压下的非晶相变为不可逆相变.      

ZnS:Eu纳米晶的高压相变研究

采用同步辐射能量色散X射线衍射技术和金刚石对顶砧高压装置,对ZnS:Eu纳米晶进行了原位高压X光衍射实验.最高压力为30.8Pa.当压力为11.5GPa时,ZnS:Eu发生了一次从纤锌矿到闪锌矿的结构相变.在压力为16.0GPa时,又发生了明显的结构相变,相变后的结构为岩盐矿,其相变压力较体材料高.得到了Birch-Murnaghan状态方程、ZnS:Eu纳米晶的体模量和压力导数.ZnS:Eu纳米晶的体模量高于体材料的值,表明纳米材料较体材料的硬度高.     

α-LiIO3的高压同步辐射研究

通过原位下的高压同步辐射X光衍射技术,对具有六方结构的α-LiIO₃的相稳定性进行了研究,压力范围从0.1MPa到36.0GPa.实验表明在15.6GPa—23.8GPa压力区间,α-LiIO₃发生了结构相变.     

小分子液体的高温布里渊散射研究

利用金刚石对顶砧技术,采用180°背向散射和60°前向对称散射两种几何配置,对水、氨、二水合氨和甲烷等含氢小分子液体进行了高温高压布里渊散射研究,计算了在室温(296K)和高温(410K)下的声速,比较了不同小分子液体中的声速及绝热体弹模量随压力的变化关系。在等温条件下,各体系中声速随着压力的增加逐渐增加;在相同温度下,甲烷液体的声速随着压力增加的速率明显高于水、氨及二水合氨液体;在相同的温度和压力条件下,水、氨及二水合氨液体的体弹模量明显高于甲烷液体的体弹模量,表明氢键的存在对于小分子液体弹性具有较大影响。二水合氨的体弹模量斜率在1.5GPa左右发生改变,表明液体结构可能发生了改变,并分析了氢键对该体系弹性性质的影响。研究有助于理解其他含氢小分子液体中压力和温度诱导的分子结构变化。     

La＿xBi＿（2－X）Ti＿4O＿11的合成及相变研究

合成了Ｌａ＿ｘＢｉ＿（２－Ｘ）Ｔｉ＿４Ｏ＿１１系列样品，并完成了它们的喇曼光谱和ｘ射线衍射测量；结果表明，该体系在Ｘ＝１．２经历了一次相变，且相变与最低频声子模随Ｘ的变化有关。Ｌａ＿０．２Ｂｉ＿１．８·Ｔｉ＿４Ｏ＿１１的相变温度为２００℃。初步获得Ｌａ＿２Ｔｉ＿４Ｏ＿１１的结构为正交结构。     

LaxBi2-xTi4O11的合成及相变研究

合成了Ｌａ_xＢｉ_2-xＴｉ₄Ｏ₁₁系列样品，并完成了它们的喇曼光谱和ｘ射线衍射测量；结果表明，该体系在Ｘ＝１．２经历了一次相变，且相变与最低频声子模随Ｘ的变化有关。Ｌａ_0.2Ｂｉ_1.8·Ｔｉ₄Ｏ₁₁的相变温度为２００℃。初步获得Ｌａ₂Ｔｉ₄Ｏ₁₁的结构为正交结构。 关键词：     

90 GPa（准）静水压力的产生及压力分布的测量

 本文使用固态氩做传压介质，在自制的Mao-Bell型金刚石对顶砧装置中获得了90 GPa的准静水压。通过测量样品室内不同位置上红宝石荧光R₁线的频移来确定压力分布。实验结果表明在80 GPa以下，样品室内不同位置上的压力与平均压力（p）的差Δp很小，最大的Δp/p不超过1.5%。在90 GPa时，红宝石的荧光R线与常压的很相似。这表明利用固态氩做传压介质可以获得接近100 GPa的准静水压。此外，对红宝石荧光光谱中位置在14 938 cm^-1和14 431 cm^-1两条谱线随压力的变化情况也作了讨论，并由此得出结论，14 938 cm^-1这条线也可用来标定压力。     

环庚烷的高压拉曼光谱研究

 利用金刚石对顶砧（DAC）装置产生高压,在室温下对环庚烷进行了高压原位拉曼光谱研究。实验的最高压力是17.00 GPa。研究结果表明,在实验的压力范围内,室温常压下为液态的环庚烷在0.53 GPa发生了液-固相变;在3.45~5.58 GPa压力区间,环庚烷的拉曼频移随压力变化的曲线和拉曼峰的半高宽随压力的变化曲线都出现了拐点,由此判断,环庚烷可能发生了固-固相变。