关于温度计的几个问题

 温度计是测量温度的仪器,测量温度是通过观察随着温度变化的某种客观物理量来实现的。所选取的物理量可以是各种各样的,如固体的线度、液体的饱和气压、半导体的电阻率、被测对象的热辐射。中学物理教学中常用的温度计是玻璃液体温度计,它利用液体(测温工质)的体膨胀测量温度。但是贮存液体的玻璃泡也会膨胀,因而测温工质与玻璃的体胀系数β差别越大,温度计就越灵敏。比如水银温度计,体胀系数β=0.182×10^-3℃^-1。玻璃的体胀系数β的范围是(8～10)×10^-6℃^-1>。可见,我们使用水银温度计时,系统误差很小,测量就精确。     

LISICON(锗酸锌锂)单晶的Li+离子电导

本文研究了Lisicon(锗酸锌锂)单晶的Li⁺离子电导率。发现各结晶学方向电导率之间的关系为σ_b≤σ_a≤σ_c≤σ_[110],但各向异性不强。晶体中Li含量对电导率有明显的影响,当Li/Zn比率由6.7变到9.2时,300℃a方向电导率由4.3×10^-2Ω^-1·cm^-1增加到1.25×10^-1Ω^-1·cm^-1,logσT对1/T的曲线显示出三个转变点,分别在～80℃,～140℃和～300℃。电导的激活能分别为0.50—0.58eV(25—80℃),0.92eV(～80—140℃),0.64eV(～140—300℃)和0.36eV(>300℃),极化实验表明单晶的电子电导可以忽略。 关键词：     

Gd3+/Y3+共掺对Nd:CaF2晶体光谱性能的影响

通过坩埚下降法生长了系列共掺Nd,Gd:CaF₂和Nd,Y:CaF₂晶体, 研究了Gd³⁺/Y³⁺共掺对Nd³⁺光谱性能以及Nd:CaF₂晶体晶胞参数的影响规律. 对于0.5 at.%Nd, x at.%Gd(x=2,5,8,10):CaF₂系列晶体, 当调控Gd³⁺掺杂浓度为2 at.%时, 具有最大的荧光寿命499 μs; 当Gd³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 具有最大的吸收截面1.47×10^-20 cm², 最大的发射截面1.9×10^-20 cm²; 当Gd³⁺掺杂浓度为8 at.%时, 具有最佳的发射带宽29.03 nm. 对于0.6 at.%Nd, xat.%Y(x=2, 5, 8, 10):CaF₂系列晶体, Y³⁺掺杂浓度为5 at.%时, 有最大的吸收截面2.41×10^-20 cm², 最大的发射截面3.17×10^-20 cm²; 当Y³⁺掺杂浓度为10 at.%时, 具有最长的荧光寿命359.4 μs,并且具有最大发射带宽26 nm.     

Li2Mo2O6多晶材料的结构与电性能的研究

本文用固相反应烧结制备出Li₂Mo₂O₆多晶材料。经X射线分析、红外光谱和电子顺磁共振谱(EPR)的研究,确定了它的结构是Li₂Mo₂O₄和MoO₂两个晶相组成的烧结体。钼离子以四价状态存在于MoO₂晶相结构中。采用交流阻抗谱分析了晶界与温度变化的相关性。测得了样品的ln(σ_总T)-1/T 曲线是由两段直线和一段曲线所组成;总电导率化能σ_27℃=1.36×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_115℃=1.49×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_300℃=9.71×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_370℃=2.42×10^-3(Ω·cm)^-1;电导活化能E₁=0.043eV,E₂=0.235eV,E_平均=0.76eV。采用维格纳极化电池法测得电子电导率σ_e,σ_e27℃=2.240×10^-5(Ω·cm)^-1,σ_e300℃=4.476×10^-3(Ω·cm)^-1。实验证明,室温下材料为固体电解质,300℃附近为良好的离子与电子混合导体。 关键词：     

钴离子注入对二氧化钛晶体的结构和光学性能的影响

采用离子注入法制备了钴离子掺杂的金红石相TiO₂样品;离子注入能量、注量分别为40 keV(1×10¹⁶cm^-2),80 keV(5×10¹⁵,1×10¹⁶,5×10¹⁶,1×10¹⁷cm^-2),120 keV(1×10¹⁶cm^-2). 通过XRD,XPS和UV-Vis等手段对掺杂前后样品的结构和光学性能进行了表征,分析了掺杂元素在金红石TiO₂中的存在形式. XRD测试表明随着注入能量的增加晶体的损伤程度增加. UV-Vis测试表明掺杂后所有样品在可见光区的吸收增强; 并且随着注量的增加,注量为5×10¹⁵cm^-2到5×10¹⁶cm^-2范围内注入样品的光学带隙逐渐变小. 关键词： 钴 二氧化钛 离子注入 掺杂     

1D配合物[Tb(3,5-pdc)(3,5-Hpdc)(H2O)(phen)]n的合成、晶体结构及发光性质

用硝酸铽与3,5-吡啶二甲酸、邻菲罗啉在水热条件下进行反应,合成了配合物[Tb(3,5-pdc)(3,5-Hpdc)(H₂O)(phen)]_n(3,5-H₂pdc =3,5-吡啶二甲酸, phen=1,10-邻菲罗啉)。单晶X射线衍射测试表明,该配合物属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数分别为:a=2.734 9(3) nm,b=1.099 48(12) nm,c=2.200 0(3) nm,α=γ= 90°,β=132.147 3(12)°,Z= 8,V=4 904.8(10) nm³。配合物中Tb³⁺与配体3,5-pdc^2-和3,5-Hpdc^-交替连接形成了一维链结构,链与链之间通过邻菲罗啉芳香环的π…π 堆积弱相互作用形成了三维结构。在波长为352 nm的紫外光激发下,配合物发射出Tb³⁺的特征荧光。     

ZBLAN玻璃中Pr3+掺杂离子3P0和1D2能级的发光特性和寿命

对ZBLAN氟锆酸盐玻璃中Pr³⁺掺杂离子³P₀和¹D₂能级的寿命和发光特性进行了较详细的光谱学研究。首先测量了两种掺杂浓度(质量分数分别为1×10^-3,5×10^-3)的Pr³⁺:ZBLAN玻璃的吸收光谱,然后运用时间分辨激光光谱技术测量了³P₀和¹D₂能级在激光单光子共振激发下的荧光发射谱和能级寿命。将不同荧光发射谱带的强度和文献报道的Judd Ofelt理论计算辐射跃迁几率数值做了比较分析,证明了文献中理论计算结果的可靠性。由于浓度猝灭效应,在相同的激发条件下,掺杂浓度为1×10^-3样品的荧光发射强度明显大于5×10^-3样品的荧光发射强度。但是从我们的测量结果看,掺杂浓度对³P₀和¹D₂ 的能级寿命值无显著影响。掺杂浓度为1×10^-3时,Pr³⁺离子³P₀和¹D₂能级的寿命值分别为46,322μ_s。     

γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO₂晶体，但是晶体的高熔点和易 挥发性限制了γ-LiAlO₂晶体质量.采用气相传输平衡法（vapor transport equilibra tion technique,VTE）工艺对晶体改性，半高宽（FWHM）值从1169arcsec降至442arcsec，继续升高VTE处理温度至1300℃，FWHM值反而升高至552arcsec.快速提拉法生长出来晶体，100］方向和［001］方向的热膨胀系数分别为172398×10^-6/K，107 664×10^-6/K.经过三步VTE处理后［100］和［001］方向热膨胀系数降至16 6539×10^-6/K和101784×10^-6/K. 关键词： 2')" href="#">γ-LiAlO₂ 气相传输平衡法 热膨胀系数     

吸附在活性炭、三氧化二铝和硅胶上分子的核弛豫研究

本文提出核与电子偶极相互作用和自旋扩散两种作用在被吸附到固体多电子表面上的分子弛豫起着重要作用,给出了自旋晶格弛豫时间(T_1e)和相关时间(τ_c)的关系:T_1e,-kτ_c/1+ω₀²τ_c²)^1/2,式中k对给定固体是常数。吸附在硅胶上甲苯的弛豫数据可用此式描述。得到了甲苯中甲基在不同温度下的τ_c。,它们在374K到240K间的相关时间在3.56×10^-9 s到5.76×10^-8 s范围。由此计算出其活化能为15.0kJ/mol。     

Ti1－xCrxO2±δ体系的相关系、晶体结构和磁性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Ti_1-xCr_xO_2±δ体系系列样品.利用扫描电子显微镜(SEM)，X射线光电子能谱(XPS)，粉末X射线衍射分析(XRD)方法研究了Ti_1-xCr_xO_2±δ系列样品的颗粒尺寸、形貌、组分化学态、相关系和固溶区范围；并利用超导量子干涉磁强计对样品的磁性能进行了研究.采用Rietveld结构精修的方法研究了Cr的不同掺杂量对TiO₂晶体结构的影响，研究表明，1000℃烧结的样品的固溶区范围是x=0—0.03，为金红石单相；随着Cr掺杂量的增加，金红石相晶胞参数规律性地减小；当x>0.03，为金红石相和CrO₂相两相共存.综合XRD和磁性测量结果，500℃烧结的样品的固溶区范围是x=0—0.02，为锐钛矿单相；随着Cr掺杂量的增加，锐钛矿相晶胞参数规律性地减小；当x≥0.04，为锐钛矿相和绿铬矿相(Cr₂O₃)两相共存.XPS实验结果表明，500℃和1000℃退火的样品中Cr都是以Cr⁺³和Cr⁺⁶两种化学态存在，1000℃烧结的样品中可能有更多的Cr³⁺转化为Cr⁶⁺.根据M-H和M-T曲线的测试结果发现，本文500℃烧结的Ti_1-xCr_xO_2±δ体系样品当x=0—0.02时，为室温铁磁性.当x≥0.04时，由铁磁相和顺磁相所组成，在低温下有较强的铁磁性；室温下主要是顺磁相，铁磁相只占据很小的体积分数. 关键词： 1-xCr_xO_2±δ体系')" href="#">Ti_1-xCr_xO_2±δ体系 相关系 固溶区 磁性能     

C+注入a-SiNx：H薄膜的微结构及光发射的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiN_x:H薄膜进行低能量高剂量的C⁺注入后,在800~1200℃高温进行常规退火处理。X射线光电子能谱(XPS)及X射线光电子衍射(XRD)等实验结果表明,当退火温度由800℃升高到1200℃后,薄膜部分结构由SiC_xN_y转变成SiN_x和SiC的混合结构。低温下利用真空紫外光激发,获得分别来自于SiN_x、SiC_xN_y、SiC的,位于2.95,2.58,2.29 eV的光致发光光谱。随着退火温度的升高,薄膜的结构发生了变化,发光光谱也有相应的改变。     

Pressure limits for the vacuum arc deposition technique

Observations of the cathodic copper plasma expansion at low pressures of He, Ar, and SF₆ showed that, for background gas mass densities of ρ_g=1 to 4×10^-4 kg/m ³ and higher, the plasma and gas are separated into two volumes. A shock wave acts as a boundary between the two volumes. The boundary attains a stationary position once its expansion velocity decreases to the velocity of sound in the background gas. This position corresponds to a distance R_c to the cathode that agrees with a snowplow expansion model, giving R_c ^βf=E_r, where f is a function of the arc current and background gas characteristics, E _r is the erosion rate of the cathode, and β varies between 2.1 and 2.5. The interaction model is based on kinetic energy exchanges between two gas-like volumes without other energy losses. A maximum pressure limit for vacuum arc deposition is set for ρ_g /I=2 to 9×10^-6 kg/m³ A     

Cabibbo-Suppressed Non-leptonic Decays of ∧c and Final State Interaction

With the diquark structure of ∧c, we investigate the branching ratio of ∧c→nπ^ and pπ^0. The results show that without considering the finM state interaction (FSI), the branching ratio of ∧c→pπ^0 is only of order 10^-6 whereas this ratio could reach 10^-4 and is at the same order as ∧c→nπ^ if taking into account the FSI effects. Concrete values depend on phenomenologicM parameters adopted in the calculations. These branching ratios can be measured in the experiments to come.     

浓悬浮液中纳米SiO_2团聚体的渗透率

本文基于悬浮液中渗透性颗粒的短时扩散动力学理论,采用低相干光纤动态光散射方法,测量了相同粒径的纳米SiO_2团聚体在不同体积分数时的扩散系数,利用扩散系数随渗透率的变化关系得到纳米SiO_2团聚体的渗透率.结果表明:恒温条件下,具有一定渗透率的团聚体颗粒扩散得比硬球颗粒快.实验测量得到的团聚体渗透率与采用photoshop CS6对团聚体SEM图像进行处理计算得到的渗透率符合较好.     

红色长余辉材料Zn3(PO4)2：Mn2+,Ga3+的合成及光谱性质

采用高温固相法合成α、β和γ-Zn₃(PO₃)₂:Mn²⁺,Ga³⁺(ZPMG),XRD分析表明,高温合成过程中淬火条件有利于β相的形成,退火条件有利于γ相的形成。三种磷光粉的激发光谱分别位于246nm(α)、234nm(β和γ)的宽带谱。α相的发射光谱为位于508nm的锐线谱,β和γ相的发射光谱均存在两个谱带,分别位于508nm的绿色光谱区和616nm的红色光谱区。两种发射均归属为Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)→⁶A_1g(⁶S)跃迁,但是由于Mn²⁺在Zn₃(PO₃)₂结构中的配位数不同,故发光颜色及强度均不同。对于余辉发射,只能观察到红色余辉光谱。     

高温条件下Ga3PO7晶体热学及声表面波性质的理论研究

高温压电晶体是许多机电器件必需的一种多功能材料, Ga₃PO₇晶体的居里温度高达1364 ℃, 可应用于高温极限条件. 但是预测高温极限条件下晶体的结构以及物理性质的问题采用实验研究的手段非常困难, 而理论上的预测未见研究. 本文采用密度泛函-准谐振近似理论计算了温度在0-1200 ℃范围内Ga₃PO₇ 晶体的结构常数和热学性质, 结果表明Ga₃PO₇晶体的晶格常数a和c随温度的升高呈线性增大, 且c方向受温度影响更为显著; 晶体的密度随温度的升高而减小, 计算的a 和c方向平均热膨胀系数分别为1.67×10^-6 K^-1和3.58×10^-6 K^-1, 高温区定压热容为2.067 J/g·K, 与实验值一致. 计算了从常温到高温下该晶体的弹性常数以及体弹性模量的变化, 研究了高温条件下的声表面波特性, 发现随着温度的升高, 声表面波速度浮动较小, 而机电耦合系数略有增大; 在传播角为151° 时该晶体具有较好的温度稳定性且机电耦合系数达到最大值, 这表明Ga₃PO₇ 晶体是一种有望应用于高温环境下的压电晶体.     

Gluonia and Charmonium Decays

We discuss the search for a 1^-- gluonium state, 0, in connection with a possible solution for the so-called ρπ, K^*K puzzle in the J/φ and φ' decays. Some issues are examined. In particular, we argue that the expected most favorable process φ → ππO can have an appreciable branching ratio (say 10^-3 ~ 10^-4) only if the O has a very narrow partial decay width to ρπ (say 1 ~ 10 MeV). For the 0^-+ system we deduce a relation that BR(η'_c → h) ≈ BR (η_c → h), where h denotes an exclusive light hadronic channel. This relation may be useful for the experimental search of the yet to be confirmed q: state, for which the branching ratios of φ' → η'_c → γKKπ, γηππ, γη'ππ are estimated to be about 1 × 10^-4 if the mass of η'_c is around 3600 MeV, and this relation may also serve as a criterion to determine whether there exist anomalous decays in the η_c and η'_c system, in particular in the VV decay channels, which might be related to the 0^-+ glueball-charmonium mixing. We emphasize that the bigluonium and the trigluonium may have very different effects on these decays.     

Negative thermal expansion and photoluminescence in solid solution(HfSc)_(0.83)W_(2.25)P_(0.83)O_(12-δ)

A solid solution of(HfSc)_(0.83)W_(2.25)P_(0.83)O_(12-δ)is synthesized by the high-temperature, solid-state reaction and fastquenching method. It is shown that it possesses an orthorhombic structure with space group Pmmm(47) and exhibits negative thermal expansion(NTE) property with low anisotropy in thermal expansion. The coefficients of thermal expansion(CTEs) for a, b, and c axes are-1.41 × 10~(-6) K~(-1),-2.23 × 10~(-6) K-1, and-1.87 × 10~(-6) K-1, respectively. This gives rise to volume and linear CTEs of-3.10 × 10-6 K-1 and-1.03 × 10-6 K-1, respectively. Besides, it exhibits also intense photoluminescence from 360 nm to about 600 nm. The mechanism of NTE and the correlation of the PL with axial thermal expansion property are discussed.     

微乳液法制备NaYF4：Yb3+, Er3+粉体及其发光性能

采用微乳液法制备了纯相立方和六方晶相NaYF₄：Yb³⁺,Er³⁺发光材料,微乳液体系选择了CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）-正丁醇-正辛烷-水。研究了NaF/Y³⁺比例、反应温度、反应时间和体系pH值等对相形成的影响,以及陈化、后续热处理温度和时间对颗粒尺寸和发光性能的影响。结果表明：在NaF/Y³⁺比例小于5、体系pH=5~6、反应温度为140 ℃、反应时间为24 h的条件下,可得到立方相α-NaYF₄：Yb³⁺,Er³⁺,粒径约为200 nm;在NaF/Y³⁺比例大于5、体系pH=1~4、反应温度为160 ℃、反应时间为60 h以上的条件下,可得到六方相β-NaYF₄：Yb³⁺,Er³⁺,粒径约为1 μm。样品在980 nm激光激发下,在521,529,541,549 nm 处有发光峰,最强发光峰为541 nm,表现为明亮的绿色。