SiO2包覆对ZnS纳米材料发光的增强机制

为了明确团聚现象及表面性质对ZnS纳米材料发光性质的影响,采用SiO₂对ZnS材料进行了表面修饰,并对ZnS及ZnS/SiO₂复合材料的光学性质进行对比研究.采用吸收光谱分析了包覆前后光吸收性质的差异,发现SiO₂包覆后ZnS纳米材料的带边由333 nm红移至360 nm.为了研究ZnS纳米材料与ZnS/SiO₂纳米复合材料的光发射性质,分别对含纳米材料的水溶液样品及粉末样品的发光光谱进行了采集.对比研究的结果表明,SiO₂包覆后ZnS纳米材料在蓝紫光区的发光得到了明显增强.以氙灯作为激发光源所获得荧光光谱显示ZnS/SiO₂粉末样品发光的积分强度增大为原来的17.5倍,但相同条件下针对溶液样品的测试结果显示其发光强度只增大了1.1倍,这种增强可用SiO₂的存在抑制了ZnS纳米粒子间的团聚来解释,且这一推断由325 nm紫外激光激发下获得的光致发光数据进行了验证.     

MoS2/SiO2界面黏附性能的尺寸和温度效应

探索二维材料与其衬底之间的黏附性能对于二维材料的制备、转移以及器件性能的优化至关重要.本文基于原子键弛豫理论和连续介质力学方法,系统研究了尺寸和温度对MoS₂/SiO₂界面黏附性能的影响.结果表明,由于表面效应引起的热膨胀系数、晶格应变和杨氏模量的变化, MoS₂/SiO₂界面黏附能随MoS₂厚度的减小而增大,而热应变使MoS₂/SiO₂界面黏附能随温度的升高而逐渐降低.此外,预测了在不同尺寸和温度下MoS₂在SiO₂衬底上的“脱落”条件,系统阐述了MoS₂与SiO₂衬底之间黏附性能的物理机制,为基于二维材料电子器件的优化设计提供了理论基础.     

基频HfO2/SiO2高反射薄膜激光损伤生长特性

以1064 nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明：分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分段线性增长,破斑沿纵向拓展的损伤生长阈值是沿横向拓展的损伤生长阈值的2倍以上,初始损伤结构横向尺寸的生长率与能量密度呈指数关系,且生长阈值随着辐照次数的增加显著降低。     

基频HfO2/SiO2高反射薄膜激光损伤生长特性

以1064 nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明:分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分段线性增长,破斑沿纵向拓展的损伤生长阈值是沿横向拓展的损伤生长阈值的2倍以上,初始损伤结构横向尺寸的生长率与能量密度呈指数关系,且生长阈值随着辐照次数的增加显著降低。     

FeNiMo/SiO2复合粉芯的制备与软磁性能调控

目前金属软磁粉芯材料在高频电感等电子元件的应用前景广阔,然而其主要的构成元素属于过渡金属,表面易形成致密的氧化层,影响其软磁性能的调控.为了解决这些问题,本文引入H₂/Ar混合气体高温预处理工艺对FeNiMo原粉进行还原,证实了还原性气氛高温处理可以有效地去除材料表面的金属氧化物,增加金属单质的含量,进而显著提升FeNiMo原粉的有效磁导率.对预处理后的FeNiMo粉末进行SiO₂绝缘包覆,所获得的FeNiMo/SiO₂软磁复合材料表面包覆均匀;与未处理FeNiMo原粉包覆SiO₂所形成的软磁复合粉芯相比, H₂/Ar混合气体高温预处理后的FeNiMo/SiO₂具有更高的有效磁导率、更低的损耗.与同类其他软磁复合粉芯相比,通过H₂/Ar混合气体高温预处理工艺和绝缘包覆工艺的协同效应,所制备的FeNiMo/SiO₂复合粉芯具有优异的软磁性能.因此经过还原性气氛高温预处理工艺后的绝缘包覆可以更大程度地提升软磁粉芯复合...     

Tm:Y2SiO5晶体的生长和光谱性质研究

采用中频感应提拉法生长了高质量的Tm:Y₂SiO₅(Tm:YSO)晶体,测定了晶体的晶格常数和分凝系数.运用劳厄照相法确定了单斜晶系Tm:YSO晶体的三个偏振轴〈010〉,D₁和D₂,在室温下测量了三个偏振轴方向的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了晶体吸收峰的吸收线宽和吸收截面.研究发现,相对于其他两个偏振轴方向,D₁方向在790nm处出现较强的吸收峰, 关键词： 2SiO₅')" href="#">Tm:Y₂SiO₅ 单斜晶系 吸收光谱 荧光光谱     

SiO2薄膜的液相沉积及特性

将基片浸入到低温SiO₂过饱和的六氟硅酸(H₂SiF₆)溶液中,在其表面上沉积SiO₂薄膜。这种新的生长工艺称之为液相沉积(LPD)。本文着重介绍LPD工艺及LPD SiO₂薄膜的特性。     

大尺寸SiO2胶体颗粒的重力沉降自组装研究

采用两步法合成了直径分别为782，977，1027，1160和1324nm的SiO2胶体颗粒，透射电子显微镜显示颗粒尺寸的平均标准偏差小于5％.具有较好的单分散性.通过调节SiO2胶体颗粒悬浮液中介质粘度的方法，拓宽了重力沉降自组装的尺寸范围，得到了颗粒直径为700—1300nm的合成蛋白石 ，扫描电子显微镜图像显示它们为面心立方结构，透射谱表征显示它们具有一定的光子带隙. 关键词： SiO2胶体颗粒 重力沉降自组装 合成蛋白石 光子带隙     

SiO2的赝晶化及AlN/SiO2纳米多层膜的超硬效应

采用反应磁控溅射法制备了一系列不同SiO₂层厚度的AlN/SiO₂纳米多层膜，利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能，研究了SiO₂层在多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长方式及力学性能的影响. 结果表明，由于受AlN六方晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的SiO₂层在其厚度小于0.6 nm时被强制晶化为与AlN相同的六方结构赝晶体并与AlN形成共格外延生长. 由于不同模量的两调制层存在晶格错配度，多层膜中产生了拉、压交变的应力场，使得多层膜产生硬度升高的超硬效应. SiO₂随层厚的进一步增加又转变为以非晶态生长，多层膜的外延生长结构受到破坏，其硬度也随之降低. 关键词： 2纳米多层膜')" href="#">AlN/SiO₂纳米多层膜 赝晶化 应力场 超硬效应     

基于热红外发射光谱的岩石SiO2定量反演模型研究

利用野外测量21种地表岩石的高光谱发射率数据,进行包络线去除和归一化处理后,运用逐步回归法进行波段选择,分析了SiO2含量与包络线去除后特征波段发射率的定量关系。在此基础上,通过比较12种SiO2光谱指数,建立了定量反演SiO2含量的最优模型。结果表明:构建的SiO2光谱指数能有效预测SiO2含量,其中基于11.18和12.36μm波段的归一化SiO2光谱指数(normalization silicon dioxide index,NSDI)的预测能力最高;与回归模型相比,光谱指数更简单、实用;研究结果在岩石种类鉴定及SiO2含量的高精度提取方面有重要应用价值。     

Si-Li合金相嵌锂性能和弹性性能的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算了锂离子电池硅负极材料在嵌Li过程中形成LixSi合金相(0≤x≤4.4)的形成能、嵌Li电位、晶体结构、电子结构和弹性性能。计算结果表明,随着嵌Li量的增加,LixSi合金体系总量能逐渐降低,LixSi合金相的形成能均为负值,表明硅负极材料的嵌Li反应在热力学可以自发进行;随着嵌Li量的增加,LixSi合金相的平均嵌Li电位逐渐降低,体积膨胀率逐渐增大,这与实验测得的结果具有良好的一致性。LixSi合金相在费米能级附近的电子主要由Si原子的p电子和Li原子的s电子共同贡献,LixSi合金相的费米能态密度随着嵌Li量的增加在整体上呈现增大趋势,电子导电性增强。随着嵌Li量的增加,LixSi合金相的体积模量(B)、剪切模量(G)和杨氏模量(E)逐渐降低,G/B值表明LixSi合金相均呈脆性,导致硅在嵌Li过程容易发生脆性结构破坏。     

Si-Li合金相嵌锂性能和弹性性能的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算了锂离子电池硅负极材料在嵌Li过程中形成LixSi合金相(0≤x≤4.4)的形成能、嵌Li电位、晶体结构、电子结构和弹性性能。计算结果表明,随着嵌Li量的增加,LixSi合金体系总量能逐渐降低,LixSi合金相的形成能均为负值,表明硅负极材料的嵌Li反应在热力学可以自发进行;随着嵌Li量的增加,LixSi合金相的平均嵌Li电位逐渐降低,体积膨胀率逐渐增大,这与实验测得的结果具有良好的一致性。LixSi合金相在费米能级附近的电子主要由Si原子的p电子和Li原子的s电子共同贡献,LixSi合金相的费米能态密度随着嵌Li量的增加在整体上呈现增大趋势,电子导电性增强。随着嵌Li量的增加,LixSi合金相的体积模量(B)、剪切模量(G)和杨氏模量(E)逐渐降低,G/B值表明LixSi合金相均呈脆性,导致硅在嵌Li过程容易发生脆性结构破坏。     

Structural and optical modifications in gamma-irradiated polyimide/silica nanocomposite

The structural and optical properties of thin films of polyimide composites with nanosilica particle content of 15?wt%, prepared via sol–gel process, were studied as a function of the gamma dose. The resultant effect of gamma irradiation on the properties of polyimide/silica nanocomposite has been investigated using X-ray diffraction and UV spectroscopy. Absorption and reflectance spectra were collected by a spectrophotometer giving UV-radiation of wavelength range 200–800?nm. The optical data obtained were analyzed and the calculated values of the optical energy gap exhibited gamma dose dependence. The direct optical energy gap for the nonirradiated polyimide/silica nanocomposite is about 2.41?eV, and increases to a value of 2.65?eV when irradiated with gamma doses up to 300?kGy. It was found that the calculated refractive index of the polyamide/silica increases with the gamma dose in the range 50–300?kGy.     

纳米尺度物质的生物效应和安全性

纳米尺度的物质包括碳纳米管、纳米二氧化碳、纳米三氧化铁和四氧化三铁等，它们与包括氨基酸在内的生物分子和细胞以及动物整体的相互作用受到广泛关注和研究．结果表明这些纳米材料都能和这些生物成分和生物体相互作用，具有明显的生物效应，能够影响生物分子的结构或构象、细胞的生长，且它们的毒性都较小．但从我们获得的资料看，有些纳米物质对生物的整体特性和人的健康有较重的影响．这是我们应该引起严重注意的．     

纳米尺度物质的生物效应和安全性

纳米尺度的物质包括碳纳米管、纳米二氧化碳、纳米三氧化铁和四氧化三铁等,它们与包括氨基酸在内的生物分子和细胞以及动物整体的相互作用受到广泛关注和研究.结果表明这些纳米材料都能和这些生物成分和生物体相互作用,具有明显的生物效应,能够影响生物分子的结构或构象、细胞的生长,且它们的毒性都较小.但从我们获得的资料看,有些纳米物质对生物的整体特性和人的健康有较重的影响.这是我们应该引起严重注意的.     

二氧化硅人工蛋白石晶体（opal)的制备及其结构性质的研究

运用胶体化学法合成了尺寸可控的二氧化硅（SiO2）亚微米溶胶小球.透射电子显微镜（TEM）结果显示样品平均尺寸可从200nm变化至600nm，单分散性较高、平均标准偏差小于5％.通过自然沉积法，由溶胶SiO2小球自组织晶化制备了人工蛋白石晶体（opal晶体）结构.样品的剖面扫描电子显微镜（SEM）检测表明，样品为面心立方（fcc）结构.分析表明，较高的单分散性和缓慢的沉积过程是SiO2溶胶小球自组织晶化成三维有序结构的关键因素.反射谱中峰位在1320nm处的反射峰的出现，意味着样品在宏观尺度上的有序排列， 关键词： 亚微米二氧化硅溶胶小球 人工蛋白石晶体 方向带隙     

二氧化硅准一维纳米团簇的弯曲振动

运用密度泛函理论,计算了4～24个单元的准一维单链、双链、三元环、四元环管状构型SiO₂团簇的振动频率。在不同构型的红外光谱中,侧重研究了频率小于300cm^-1的低频处的弯曲振动。该类振动的频率和强度有很强的尺寸效应,频率与团簇长度呈指数关系,并且指数随直径变化表明它依赖于团簇的几何维数。实验发现此类红外振动只存在于长度0.8nm～5.5nm的SiO₂团簇中,揭示出实验和理论上可用于表征特定长度范围的纳米团簇。     

The explanation of InN bandgap discrepancy based on experiments and first-principle calculations

Indium nitride (InN) films with different free electron concentration and optical bandgap were grown either directly on sapphire substrate or on pre-covered gallium nitride (GaN) buffer through metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Based on first-principle calculations, we confirm that the widening of InN optical bandgap reported before is caused by high density of free electrons. To find the contributor of the free electrons, the characteristic energetic levels of O_N, V_N and Si_In are investigated. We find that they are all high enough to uplift the optical bandgap from about 0.78 eV to 1.9 eV, which almost can't be enlarged further when it reaches 2.09 eV.     

曲率效应对超小碳纳米管电子性质的影响

在考虑曲率效应的情况下,在螺旋坐标系下解析地推导了非手性的碳纳米管(SWNTs)(包括扶手椅型和锯齿型)的能量色散关系,并分析了曲率效应对超小扶手椅型SWNTs的能带、能隙和导电能力及其对超小锯齿型SWNTs(包括扶手椅型和锯齿型)的能隙的影响.