一种含磺酸酯基亲和性变化树脂的合成及其热分解性能研究

本实验合成了一系列含p-苯磺酸异丙酯基亲和性变化的二元、三元共聚物,并对其结构、聚合特征f1-F1曲线以及热分解性能进行了研究.对共聚物的DSC测试发现,随着p-苯磺酸异丙酯基含量的增加,树脂中磺酸酯基的分解温度向低温方向移动,范围在120-170℃;而磺酸酯基的分解能量随其在树脂中含量的增加而升高,范围在20-30kJ/mol.动力学研究结果显示,聚合物中磺酸酯基的热分解过程属于自加速类型,反映了热分解产生的磺酸对磺酸异丙酯热分解过程的催化作用.加热分解后树脂水溶性的研究表明,在二元共聚物中磺酸酯基单元含量等于或大于27%,在引入羧酸基的三元共聚物中磺酸酯基单元含量为21%时,热分解后共聚物涂层表现出优良的水溶性,能够在中性水中快速、彻底溶解并脱离支持版基.     

一种新型的橙红光发射材料聚8-羟基喹啉镓的合成与光谱特性

合成了高分子金属配合物聚8-羟基喹啉镓(Gaqq3)n.利用红外吸收光谱、X射线衍射谱(XRD)研究了配合物的分子结构、物相结构;利用热重(TG)分析研究了配合物的热稳定性;利用紫外吸收光谱、荧光激发和发射光谱研究了该配合物的光物理性能.结果表明:(Gaqq3)n的热分解温度为443.6℃,具有较高的热稳定性.(Gaqq3)n的紫外吸收带位于250～500 nm,存在较强的带尾吸收,表明禁带中存在带隙缺陷态.(Gaqq3).的荧光激发带位于380～456nm,荧光发射峰位于568nm,为橙红光发射.光学带隙2.49 eV.与Gaq3相比,荧光强度有所减弱,这是由于次甲基相连的两个喹啉环的扭曲导致了(Gaqq3)n的刚性和共平面性不好;由于分子共轭体系的增大,使(Gaqq3)n分子的π电子更加离域化,导致了荧光发射峰发生了红移.(Gaqq3)n有望在有机电致发光器件和有机光伏器件中得到应用.     

正交相Fe2(MoO4)3的制备与表征及其负膨胀行为的第一性原理研究

采用水热合成法制备出Fe₂(MoO₄)₃样品, 并用高温X-射线衍射、热重和差示扫描量热同步热分析仪对其进行表征, 发现样品在510 ℃附近发生低温单斜相和高温正交相之间的可逆相变, 且正交相表现出负膨胀特征. 采用第一性原理计算了正交相Fe₂(MoO₄)₃ 的原子、电子结构以及声子谱、声子态密度, 并和可获得的实验结果进行了系统的比较. 结果显示正交相Fe₂(MoO₄)₃中MoO₄四面体较之FeO₆八面体具有更强的刚性. 发现最低频的光学支处具有最负的格林乃森(Grüneisen)系数, MoO₄四面体和FeO₆ 八面体相连的桥氧原子的横向振动、FeO₆八面体柔性扭曲转动以及MoO₄四面体的刚性翻转共同导致了Fe₂(MoO₄)₃负膨胀现象的发生.     

RE2O3 (RE = Lu, Y, Sc)的氧空位第一性原理计算研究

本研究选择三个电子结构类似的稀土倍半氧化物RE₂O₃(RE=Lu, Y,Sc),建立适当的模型通过第一性原理计算,研究氧空位对体系的电子结构的影响.本研究以密度泛函理论(DFT)为基础,利用PBE泛函加U值修正计算了纯稀土倍半氧化物的能带结构.计算结果表明三种基体材料RE₂O₃的能带结构相似.在引入氧空位后,其增加的缺陷能级数目不同,依次为:Sc₂O₃2O₃2O₃.     

掺杂非晶氧化硅薄膜中三元化合态与电子结构的第一性原理计算

基于密度泛函理论和分子动力学方法,研究了ITO-SiO_x(In,Sn)/n-Si异质结光伏器件中非晶SiO_x层的氧化态和电子结构.计算结果表明:具有钝化隧穿功能的超薄(2 nm)非晶SiO_x层,是由In,Sn,O,Si四种元素相互扩散形成的,其中In,Sn元素在SiO_x网格中以In-O-Si和Sn-O-Si成键态存在,形成了三元化合物.In和Sn的掺杂不仅在SiO_x的带隙中分别引入了E_v+4.60 eV和E_v+4.0 eV两个电子能级,还产生了与In离子相关的浅掺杂受主能级(E_v+0.3 eV).这些量子态一方面使SiO_x的性能得到改善,在n-Si表面形成与反型层相衔接的p-型宽禁带"准半导体",减少了载流子的复合,促进了内建电场的建立.另一方面有效地降低了异质结势垒高度,增强了ITO-SiO_x(In,Sn)/n-Si光伏器件中光生非平衡载流子的传输概率,促进了填充因子的提升(72%).     

钨/石墨烯/钨面向等离子体复合材料力学和热学及其抗辐照性能的第一性原理计算研究

通过第一性原理计算研究了钨/石墨烯/钨复合材料相比于纯钨金属在力学与热学性质方面的变化，并用氦原子-空位缔合缺陷模拟核聚变辐照损伤评估等离子体辐照条件下的性能.计算结果表明:钨/石墨烯/钨复合材料的体积弹性模量、杨氏模量与剪切模量呈现一定程度的下降，但是提升了钨基材料的延展性;钨/石墨烯/钨复合材料的热膨胀系数有所增加，但是具有较高的最小热导率.本文阐述了石墨烯界面层可以对基体杂质与缺陷进行吸附的独特机制，通过这种机制，钨/石墨烯/钨复合材料在力学、热膨胀系数以及最小热导率有更低程度的衰减，这显示了钨/石墨烯/钨复合材料在抗辐照性能方面具有较大的应用潜力.     

钨/石墨烯/钨面向等离子体复合材料力学与热学及耐辐照性能衰减的第一性原理计算

通过第一性原理计算研究了钨/石墨烯/钨复合材料相比于纯钨金属在力学与热学性质方面的变化，并用氦原子-空位缔合缺陷模拟核聚变辐照损伤评估等离子体辐照条件下的性能。计算结果表明：钨/石墨烯/钨复合材料的体积弹性模量、杨氏模量与剪切模量呈现一定程度的下降，但是提升了钨基材料的延展性；钨/石墨烯/钨复合材料的热膨胀系数有所增加，但是具有较高的最小热导率。本文阐述了石墨烯界面层可以对基体杂质与缺陷进行吸附的独特机制，通过这种机制，钨/石墨烯/钨复合材料在力学、热膨胀系数以及最小热导率有更低程度的衰减，这显示了钨/石墨烯/钨复合材料在抗辐照性能方面具有较大的应用潜力。