High Solubility of Hetero-Valence Ion （Cu^2＋） for Reducing Phase Transition and Thermal Expansion of ZrV1.6P0.4O7

Large thermal expansion at room temperature and high phase transition temperature of ZrV2O7 limit its practical applications and are reduced by the high solubility of hetero-valence ion （Cu^2＋） on the basis of an equal-valence substitution of P^5＋ for V^5＋. The temperature-dependent Raman spectra show that Zr0.9CU0.1V1.6P0.4O6.9 maintains a normal parent cubic structure till 173 K and transforms to a 3 × 3 × 3 cubic superstructure below 173K. Temperature dependent x-ray diffraction patterns of Zr0.9CU0.1V1.6P0.4O6.9 show near zero and negative thermal expansion. High solubility of lower valence Cu^2＋ relates to an equal-valence substitution of smaller pH for P^5＋, which extends the bond angle of V（P）-O-V in ZrV1.6P0.4O7 close to 180°. The change of microstructure is considered to be responsible for reduced phase transition temperature and thermal expansion.     

CO_2激光烧结合成负热膨胀材料Sc_2(MO_4)_3(M=W,Mo)及其拉曼光谱

用CO2激光烧结合成了负热膨胀材料Sc2(WO4)3和Sc2(MoO4)3.实验表明,激光合成负热膨胀材料Sc2(WO4)3和Sc2(MoO4)3属于快速合成技术,合成一个样品的时间仅需几秒到十几秒,具有快速凝固的特征;X射线衍射和拉曼光谱分析表明,所合成的材料为正交相结构,且具有较高的纯度;变温拉曼光谱分析表明,所合成的材料在室温以上没有相变,但可能有微弱的吸水性;在对Sc2O3,Mo O3,WO3,Sc2(MoO4)3和Sc2(WO4)3拉曼光谱分析的基础上,给出了激光光子能量及原料和合成产物的声子能级图,分析了激光烧结合成的机理.激光光子能量转化为激发声子的能量是光热转化的主要通道,原料在熔池中反应并快速凝固形成最终产物.     

Near-zero thermal expansion in β-CuZnV2O7 in a large temperature range

We report a new type of near-zero thermal expansion material β-CuZnV₂O₇ in a large temperature range from 173 K to 673 K. It belongs to a monoclinic structure (C2/c space group) in the whole temperature range. No structural phase transition is observed at atmospheric pressure based on the x-ray diffraction and Raman experiment. The high-pressure Raman experiment demonstrates that two structural phase transitions exist at 0.94 GPa and 6.53 GPa, respectively. The mechanism of negative thermal expansion in β-CuZnV₂O₇ is interpreted by the variations of the angles between atoms intuitively and the phonon anharmonicity intrinsically resorting to the negative Grüneisen parameter.     

不同氮源制备CNx纳米管薄膜及其低场致电子发射性能

采用高温热解法,分别以氯化铵(NH4Cl)和乙二胺(C2H8N2)为氮源在洁净的硅片上沉积生长CNx纳米管薄膜.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx纳米管进行形貌观察和表征.结果显示不同氮源制备出的CNx纳米管薄膜的洁净度、有序度以及纳米管的结构明显不同.热解乙二胺(C2H8N2)/二茂铁(C10H10Fe)制备出的结晶度较低的"竹节状"结构CNx纳米管平行基底表面有序生长,而且低场致电子发射性能优越,开启电场1.0V/μm,外加电场达到2.89V/μm时发射电流密度为860μA/cm2.     

CNx纳米管的制备、结构观察及低场致电子发射性能研究

采用高温热解法 ,以乙二胺为前驱液 ,在沉积有铁催化剂的p型硅 (1 1 1 )基底上制备出了定向生长的CNx 纳米管 .利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx 纳米管进行了形貌观察和表征 .CNx 纳米管的高度在 2 0 μm左右 ,直径在 5 0— 1 0 0nm之间 ,具有明显的“竹节状”结构 ,结晶有序度较差 .对CNx 纳米管薄膜进行低场致发射性能测试 :外加电场为 1 4V μm ,观察到 2 0 μA cm2 发射电流 ,外电场升至 2 5 4V μm时发射电流达到1 2 80mA cm2 ,在较高外电场下 ,没有发现电流“饱和” .这比相同实验条件下改变前驱液制备出的碳纳米管和硼碳氮纳米管的场发射性能优越 .还在“竹节状”结构的基础上对CNx 纳米管的场致电子发射机理进行了讨论     

CNx纳米管的制备、结构观察及低场致电子发射性能研究

采用高温热解法，以乙二胺为前驱液，在沉积有铁催化剂的p型硅（111）基底上制备出了定向生长的CNx纳米管.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CNx纳米管进行了形貌观察和表征.CNx纳米管的高度在20?μm左右，直径在50—100nm之间，具有明显的“竹节状”结构，结晶有序度较差.对CNx纳米管薄膜进行低场致发射性能测试：外加电场为1.4V/μm，观察到20?μA /cm2发射电流，外电场升至2.54V/μm时发射电流达到1.280mA/cm2，在较高外电场下，没有发现电流“饱和”.这比 关键词： CNx纳米管 高温热解 “竹节状”结构 场致发射     

Oxygen ion conductivity of Lao.sSro.2Gao.s3Mgo.17-xCoxO3-δ synthesized by laser rapid solidification

Materials Lao.8Sro.2Gao.83Mgo.17_xCox03_6 with x = 0, 0.05, 0.085, 0.10, and 0.15 are synthesized by laser rapid solidification. It is shown that the samples prepared by laser rapid solidification give rise to unique spear-like or leaf-like microstructures which are orderly arranged and densely packed. Their electrical properties each show a general depen dence of the Co content and the total conductivities of Lao.8Sro.2Gao.83Mgo.085Coo.08503_6 prepared by laser rapid solidification are measured to be 0.067, 0.124, and 0.202 S.cm-1 at 600, 700, and 800 ℃, respectively, which are much higher than by conventional solid state reactions. Moreover, the electrical conductivities each as a function of the oxy gen partial pressure are also measured. It is shown that the samples with the Co content values 〈 8.5 mol% each exhibit basically ionic conduction while those for Co content values 〉 10 mol % each show ionic mixed electronic conduction under oxygen partial pressures from 10-16 atm （1 atm = 1.01325 x 105 Pa） to 0.98 atm. The improved ionic conductivity of Lao.sSro.2Gao.83Mgo.085Coo.08503 prepared by laser rapid solidification compared with by solid state reactions is attributed to the unique microstructure of the sample generated during laser rapid solidification.     

不同催化剂对热解法制备CNx纳米管的影响

利用铁、钴、镍以及二茂铁为催化剂在高温下热解乙二胺制备CNx纳米管,研究了不同催化剂对CNx纳米管的形貌、结构及产量的影响,并对其催化机理进行了初步讨论.二茂铁和铁催化都能制备出“竹节状”结构的CNx纳米管,但产量较低.钴催化生成CNx纳米管多弯曲,管壁多褶皱,产量较高.镍催化只生成了直径500nm左右的螺旋管.拉曼光谱研究进一步表明,二茂铁催化生成“竹节状”结构CNx纳米管由于氮的掺杂程度相对较高而结晶有序度较低.     

掺钛化学腐蚀法制备发光稳定的多孔硅

本文采用掺钛化学腐蚀法制备出了发光稳定性和均匀性都较好的多孔硅 (PS)。存放和退火试验表明 ,光致发光 (PL)谱峰位不蓝移 ,强度不衰减。多孔硅发光稳定性的提高归因于制备过程中样品表面原位氧和钛的钝化。钛的浓度和腐蚀时间对PL强度有明显影响 ,最佳钛浓度约为 0 0 8mol·L- 1 ,最佳腐蚀时间约为 2 0min。掺钛化学腐蚀法制备的PS的光激发过程符合量子限域机制 ,而其PL过程却与量子限域模型不符 ,这表明其光发射过程不是带 带直接跃迁产生的 ,即存在一个表面态     

多孔硅的拉曼光谱研究

本文研究了多孔硅的拉曼光谱随激发激光功率的变化 ,发现当激发光的功率较低时 ,多孔硅的拉曼光谱在 5 2 0cm- 1附近为一单峰。随着激光功率的增加 ,该单峰向低波数移动且半高宽增大 ,当继续增大激光功率时 ,该单峰分裂为双峰 ,位于低波数一侧的拉曼峰随着激光功率的增大而进一步向低波数移动。多孔硅的拉曼光谱随着激光功率的变化是一个可逆的过程。这一结果表明 ,低波数拉曼峰的位置既不能作为多孔硅颗粒尺寸的量度 ,也不能只把低波数的拉曼峰作为多孔硅的特征。我们认为激光诱导多孔硅中LO和TO声子模的简并解除是观察到双峰的主要原因。