磷化硼单晶和外延层

在氢气氛中使乙硼烷与磷化氢混合料热分解和在氢气中加热还原三溴化硼与三氯化磷混合料,已经在六角晶型的碳化硅基面上淀积起磷化硼。在热分解过程中,为把气相反应的影响减到最小,基底温度必须维持在900℃以下,此时,磷化硼层刚露出择优取向。热还原过程是在一个宽的温度区间内完成的;用光学显微镜和反射电子衍射观察发现,在1050℃—1150℃碳化硅表面上沉积的磷化硼层是单晶体,而且是按基底外延的。卤化物还原反应制备外延的磷化硼,无特意掺杂时是P型的,室温载流子浓度约为10~(19)cm~(-3)。在300—1000°K温度区间内电阻率的测量指出存在着两种杂质能级,它们的激活能分别约为0.22和0.66电子伏特。用卤化物还原反应也获得了针状磷化硼晶体,它们是长轴沿着<111>方向的P型单晶,在室温时电阻率约为20欧姆·厘米。     

单层磷化硼纳米结构中的量子等离激元激发

基于含时密度泛函理论(TDDFT)研究了单层磷化硼纳米结构中的等离激元激发。单层磷化硼纳米结构中有两个主要的等离激元共振带,一个等离激元共振带位于能量点3eV附近,另一个等离激元共振带位于能量点9eV附近。单层磷化硼纳米结构在光谱的可见光区存在等离激元共振。单层磷化硼纳米结构的边界构型(锯齿形边界和扶手椅边界)以及沿着激发光的偏振方向的边界宽度对单层磷化硼纳米结构吸收光谱有很大的影响。单层磷化硼纳米结构中等离激元模式是长程电荷转移激发。     

沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制

用分子动力学方法计算模拟了单晶铜中纳米孔洞（约φ1．3nm）在〈111〉晶向冲击加载过程中的演化及其周围区域发生塑性变形的过程。模拟结果的原子图像如图1所示，其中活塞速度为500m／s，图中所示为4族连续三层穿过孔洞中心的{111}晶面在4000个时间步时（处于拉伸应力状态）的原子排列图像。从面心立方铜晶体中位错成核及运动特点可知，当位错在{111}面上成核和运动后，将产生层错和部分位错结构，我们正是根据此特点来判断在某{111}晶面上是否有位错的成核和运动。从图1可以看到，沿〈111〉晶向冲击加载后，     

高温高压下掺硼宝石级金刚石单晶生长特性的研究

本文在5.1—5.6 GPa,1230—1600℃的压力、温度条件下,以FeNiMnCo作为触媒,进行单质硼添加宝石级金刚石单晶的生长研究.借助于有限元法,对触媒内的温度场进行模拟.研究得到了FeNiMnCo-C-B体系下,金刚石单晶生长的P-T相图.该体系下合成金刚石单晶的最低压力、温度条件分别为5.1 GPa,1230℃左右.研究发现,在单晶同一{111}扇区内部,硼元素呈内多外少的分布规律.有限元模拟结果给出,该分布规律是由在晶体生长过程中,{111}扇区的增长速度逐渐减小所致.{111}晶向的晶体生长实验结果表明,硼元素优先从{111}次扇区进入晶体.研究发现,这是该扇区增长速度相对较快,硼元素扩散逃离可用时间短导致的.另外,同磨料级掺硼金刚石单晶生长相比,对于温度梯度法生长掺硼宝石级金刚石单晶,由于晶体的增厚速度较慢,即使硼添加量相对较高,也可以实现表面无凹坑缺陷的优质金刚石单晶的生长.     

单粒子半导体材料光催化活性的空间分辨表面增强拉曼光谱研究

通过块状材料溶解(BMD)方法合成了形貌规整的BiVO_4单晶样品。利用原子力显微镜联用的共焦拉曼光谱借助表面等离子增强效应从微纳尺度研究了单斜层状BiVO_4{011}和{010}晶面光催化降解行为的反应动力学过程差异,发现在{011}晶面上光催化的降解速率常数是{010}晶面的2倍。另外,光氧化探针辅助的单粒子荧光成像进一步佐证了该结果,荧光探针分子在光激发下主要在{011}晶面上被氧化。     

冲击波压缩下含纳米孔洞单晶铁的结构相变研究

利用分子动力学模拟方法对含纳米孔洞的单晶铁在冲击波压缩下的结构相变(由体心立方结构α到六角密排结构ε)进行了研究,单晶铁样品的尺寸为17.2nm×17.2nm×17.2nm，总原子数428341个，在样品的中央预置一个直径为1.12nm的孔洞，利用一活塞分别以350，500，1087m/s的速度撞击样品产生冲击波，对应的冲击波压缩应力分别为12，17，35GPa.撞击方向沿单晶铁的［100］晶向.计算结果表明，在冲击波压缩下，孔洞对铁中的相变起了诱导作用，伴随着孔洞的塌陷，相变首先出现在孔洞周围的(011)面和(011)面上，然后扩展到整个样品.通过分析冲击压缩下原子的位移历史，解释了相变的微观机制，发现孔洞周围的原子在{011}面上沿〈011〉晶向滑移，离孔洞中心距离越近的{011}面上的原子容易滑移，间隔一层的{011}面与相邻层原子的移动位移幅度不同，这种相对滑移导致出现了新的结构(hcp结构). 关键词： 相变 分子动力学 冲击波 纳米孔洞     

C60单晶的表面形貌与生长缺陷

用气相法生长出了毫米尺寸的具有规则晶面和金属光泽的高质量的纯C₆₀单晶.X射线衍射分析表明,C₆₀单晶在室温下具有面心立方(fcc)结构,晶格常数为α=1.4199(4)nm。用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了C₆₀单晶的形貌,除观察到fcc结构的晶体所特有的{111}和{200}两种稳定晶面以及非常容易形成的孪晶之外,还发现了在{111}面上的树枝状、垄状和生长丘以及在{200}面上的树枝状、游泳池状和生长丘的生长缺陷。对C_{60 关键词：}     

Si,GaAs和LiNbO_3单晶的堵塞效应

我们利用背散射方法得到Si,GaAs和LiNbO_3单晶堵塞图,以及GaAs单晶{110},{100}和{112}面堵塞半角ψ_(1/2)值.并得到因离子注入受损伤Si片{110}面堵塞坑深度随注入剂量增加而变浅的结果。作为对实验装置和方法的检验,我们也得到了Si单晶堵塞图和测量了Si单晶{110},{111}和{100}晶面堵塞半角ψ_(1/2)值。     

Si,GaAs和LiNbO3单晶的堵塞效应

我们利用背散射方法得到Si,GaAs和LiNbO₃单晶堵塞图,以及GaAs单晶{110},{100}和{112}面堵塞半角ψ_1/2值.并得到因离子注入受损伤Si片{110}面堵塞坑深度随注入剂量增加而变浅的结果。作为对实验装置和方法的检验,我们也得到了Si单晶堵塞图和测量了Si单晶{110},{111}和{100}晶面堵塞半角ψ_1/2值。 关键词：     

锑化铟单晶的小平面生长及孪晶

采用切克劳斯基技术,观察了按不同晶向从熔态生长InSb单晶时固液界面的形貌。实验表明,结晶面上{111}小平面的发展和性质与单晶体的外形及孪晶的形成有着密切的关系,采用一个闪锌矿结构的{1ll}面八面协及双八面体模型能成功地解释各种实验现象。 关键词：     

铁的冲击相变机制的分子动力学研究

 用分子动力学方法模拟计算了在冲击波加载条件下,单晶铁中的结构相变（由体心立方结构α相到六角密排结构ε相）,相互作用势采用铁的嵌入式原子势（EAM）,单晶铁样品的尺寸为28.7 nm×22.9 nm×22.9 nm,总原子数为1.28×10⁶个。通过推动一个运动活塞对静止靶的作用来产生冲击压缩,加载方向沿单晶铁的[100]晶向。通过对原子位置的追踪,揭示了铁的冲击相变机制,计算结果表明相变机制包括两步：首先是在{011}面上的原子受到沿〈100〉晶向的压缩,使{011}面转化成正六角形密排面;然后是在{011}面上原子沿〈0-11〉晶向的滑移,完成由bcc结构到hcp结构的相变。同时发现滑移面只出现在与冲击波加载方向平行的(011)和(0-11)面上。     

Au(111)表面甲基联二苯丙硫醇盐单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了甲基联二苯丙硫醇盐(BP3S)单体、虚拟Au表面BP3S的分子链和单层膜及BP3S/Au(111)吸附系统的原子结构.计算表明BP3S单体呈对称结构,两苯环夹角为35°±10°.首先BP3S单体在虚拟Au(111)表面自组装成稳定的单一分子链.然后在虚拟Au(111)表面,分子链错位排列自组装成两种稳定的单层膜.在虚拟Au(111)-(3~(1/2)×7~(1/2))和Au(111)-(3~(1/2)×13~(1/2))表面,分子链与虚拟表面夹角分别为60°和30°.最后把两种稳定的单层膜吸附在Au(111)表面的四个吸附位,计算表明只有桥位和顶位稳定,且桥位的吸附能比顶位的吸附能低.比较吸附前后BP3S单层膜的结构变化,可知其变化不大,这说明吸附系统的结构参数主要取决于单层膜内的相互作用,衬底对其的影响不大.     

多任务神经网络对原子核低激发谱的研究

原子核低激发谱对深入理解原子核结构具有重要作用。采用多任务反向传播(Back Propagation,BP)的神经网络方法系统研究了原子核$ {2}_{1}^{+} $和$ {4}_{1}^{+} $的激发能量。除了质子数和中子数外,通过在网络输入层增加一个有关原子核集体性的物理量,BP神经网络在0.1 MeV到数MeV的能量范围内很好地拟合了原子核的低激发能。相比五维集体哈密顿量(Five-Dimensional Collective Hamiltonian,5DCH)方法,BP神经网络更好地再现了原子核低激发能的同位素趋势,以及由壳效应导致的幻数原子核低激发能的突然增大,并且将$ {2}_{1}^{+} $和$ {4}_{1}^{+} $激发能的预言精度分别提高了约80%和75%,该预言精度与单任务神经网络基本一致,但是改进了对轻核区与缺中子核区低激发谱的学习能力,这说明多任务神经网络可以实现多种激发能量的统一精确计算。     

铂修饰的{001}面暴露的二氧化钛纳米片阵列的制备和光催化性能

采用有机溶剂热法在FTO衬底上制备{001}面暴露的单晶锐钛矿相TiO₂纳米片阵列,通过FESEM和XRD研究样品的形貌和晶体结构. 与水热法制备的纳米片阵列相比,有机溶剂热法制备的样品取向性更好. 采用光沉积方法在纳米片阵列上沉积Pt,所得到的Pt纳米颗粒粒径更为均匀,并且更容易沉积在{001}面上. 所负载的Pt 纳米颗粒增强了TiO₂纳米片的光吸收性能,同时大大减弱了光致发光强度. 在光催化性能测试中,具有最优负载量的样品催化性能提高了一倍. 与传统的Pt负载相比,{001}面的最优负载量显得相当小,这可能源于高活性{001}面的原子结构.     

单晶铜纳米线屈服机理的原子模拟研究

采用分子静力学方法模拟了〈100〉单晶铜纳米线的拉伸变形过程,研究了纳米线屈服的机理. 结果表明：1） 纳米线初始屈服通过部分位错随机激活的{111}〈112〉孪生实现,后继屈服通过{111}〈112〉部分位错滑移实现;2） 纳米线变形初期不同滑移面上的部分位错在两面交线处相遇形成压杆位错,变形后期部分位错在刚性边界处塞积,两者都阻碍位错滑移,引起一定的强化作用. 关键词： 纳米线 屈服 位错 分子静力学     

GaN发光二极管

材料制备 用气体输运法在蓝宝石衬底上通过GaCl和NH_3反应而生成GaN。制得的“未渗杂”单晶一般为n型,电子浓度为10~(18)cm~(-3)数量级,迁移率约为130厘米~2伏~(-1)秒~(-1)。看来,施主是氮空位引起的,未渗杂的n型层生长3个小时后,能长成非常厚的GaNn型层。这样长时间生长,目的是为减小蓝宝石衬底和GaN之间的晶格失配引所起的应变。生长中间停顿几次,以便转动衬底,从而改变生长面上方的气流方向。在生     

类石墨烯硼-磷单层材料的电子与光学性能的第一性原理计算研究

基于第一性原理计算,对硼-磷单层材料的电子结构和光学性质进行系统地理论研究. 全局结构搜索和第一性原理分子动力学模拟现实二维硼-磷单层材料能量最低的结构与石墨烯类似,具有很高的稳定性. 类石墨烯二维硼-磷单层是直接带隙半导体,带隙宽度1.37 eV,其带隙宽度随层数增加而减少. 硼-磷单层的带隙宽度受外界应力影响.硼-磷单层的载流子迁移率达到106 cm2/V. MoS2/BP二维异质结可用于光电器件,其理论光电转换效率为17.7%?19.7%. 表明类石墨烯硼-磷二维材料在纳米电子器件与光电子器件的潜在应用价值.     

钼单晶体的范性形变

在本文中,用金相和X射线方法,研究了24个取向不同的钼单晶体在-80℃(-50℃)、27℃、1000℃和～2000℃拉伸后的情况。分析研究的结果,认为观察到的{112}、{123}、{145}等滑移痕迹,是由于在两组不平行的{110}面上,沿着同一个<111>方向组合滑移后构成的外观面貌,而滑移面是密排的{110}面。外观滑移面(从滑移痕迹测定出的)会随样品取向不同而发生变化。当变形温度改变时,同一个样品的外观滑移面可能改变,也可能不改变,这要由样品的取向来决定。 关键词：     

镍铬合金中不全位错的透射电子显微镜观察

对镍铬合金(20％Cr,1％Al,2.5％Ti)中层错边界处及共格孪晶界面上的不全位错进行了观察和分析,结果是:1.用g·b_p=±2/3或±1/3作为不全位错是否显示衍衬是可行的,但不够严格。为此,应尽量选择{220}或{311}类型衍射成像,这时g·b_p或者等于零,或者等于整数,比较容易确定不全位错的柏氏矢量。2.共格孪晶界面上有不全位错,大多数是全位错分解的产物,成对出现。3.平行滑移面上的层错在运动中可以相互重迭。重迭层错中内禀层错与外禀层错之间的不全位错,在g·b_p=±2/3时无衍衬(在层错条纹的较强背景下是亮线),而在g·b_p=±1/3时显示衍衬(暗线)。 关键词：     

Si{111}晶面粒子堵塞坑的新现象

本文报道了从粒子背散射堵塞效应的实验中所发现的单晶Si的{111}晶面粒子堵塞坑的新现象。单晶Si的{111}晶面有两个面间距d_{(111)^(a)和d(111)^(b),而{110}晶面只有一个面间距d(110)。由此导致两者的堵塞坑是不同的,我们已从α粒子和质子的Si单晶堵塞效应的实验得到了证实。并由此估计了d(111)^(a)和d(111)^(b)以及d(110)的2ψ1/2角。据作者了解,到目前为止,国内外还没有人发现此现象。此现象的发现对复杂晶体的堵塞和沟道效应的研究开阔了前景。 关键词：}