碱金属钨酸盐晶体与熔体微结构与特征拉曼振动波数的相关性

本文选取了5种锂钨酸盐晶体结构,搭建了8种含Na+阳离子的团簇模型,并分别基于MS(materials studio)软件的CASTEP(cambrigde serial total energy package)模块和Gaussian09软件对其拉曼振动波数和散射活性进行了DFT(密度泛函理论)计算。通过分析,发现晶体中W-Onb(non-bridging oxygen,即非桥氧)键对称伸缩振动波数随其键长的减小而增大,在熔体中也存在类似关系。为反映局部应力对W-Onb键对称伸缩振动波数的影响,在本工作中分别对晶体和熔体中的微结构进行了指认。结果表明,在Li_2O-WO_3二元系中,构成晶体的主要阴离子基团为[WO_6]~(6-),且该基团W-Onb键的对称伸缩振动波数随着桥氧数的增大而增大;在熔体中W-Onb键的对称伸缩振动波数一般为[WO_4]~(2-)[WO_5]~(4-)[WO_6]~(6-),且当W-O基团确定后,该振动波数会随着桥氧数的增大而增大。该相关性有助于碱金属钨酸盐晶体及熔体结构中阴离子基团的诊断与鉴别。本文测定了A2WnO3n+1(A=Li,Na,K;n=1,2,3)共9种成分熔体的原位拉曼光谱,以验证该相关性。     

硼酸钙氧钆单晶的振动光谱

本文采用提拉法生长了硼酸钙氧钆GdCa4O(BO3)3(简称GdCOB)晶体,测定了晶体在不同几何配置下的拉曼光谱,并与三硼酸钙氧钇YCa4O(BO3)3(简称YCOB)晶体进行了比较,讨论了稀土元素对拉曼光谱的影响。由于钆和钇原子半径的差别和镧系稀土元素的晶场效应,使GdCOB晶体的部分拉曼谱线存在红移,从拉曼光谱随方向的变化可知晶体有很强的各向异性;从拉曼光谱的强度可知晶体有较强的非线性光学性质。实验可知其非线性光学特性主要来自硼氧三角形而不是氧八面体的畸变。     

Bi4Ge3O12晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

研究了BGO晶体在不同温度下(在300-1323 K的温度范围)的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了BGO晶体结构随温度变化的规律及BGO熔体的结构特征.随着温度的升高,BGO晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,也存在不同程度的展宽,同时强度减弱.另外,在BGO熔体中存在[GeO4]和[BiO6]的结构基团;但两种结构之间的联键消失,即在熔体中二者是相互独立的生长基元.     

稀土掺杂硼铝硅酸盐玻璃结构的NMR研究

在Sm2O3掺杂BaO-B2O3-Al2O3-SiO2-Sm2O3(BBASS)玻璃系统的形成性能的研究基础上,借助MAS NMR以及差热测试技术,研究了玻璃的结构特点以及玻璃组成、热处理条件等因素对玻璃结构的影响。研究表明,在未掺稀土的BBAS玻璃结构中,硼氧多面体主要以[BO3]、[BO4]存在,铝氧多面体主要以[AlO4]、[AlO5]、[AlO6]存在;随着BBAS中BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,铝氧多面体中的[AlO5]、[AlO6]结构单元逐渐向[AlO4]转变;稀土Sm3+具有较强迫积聚作用,能促使玻璃结构中的硼氧多面体形成巨大的网络结构;热处理对玻璃结构中硼氧多面体和铝氧多面体的配位结构影响不大。     

稀土掺杂ABS防激光玻璃的制备及其结构研究

在稀土掺杂碱硼硅酸盐(ABS)玻璃形成能力研究的基础上,采用核磁共振NMR、红外激光拉曼光谱等测试手段研究该种玻璃的结构特征。研究结果表明,[SiO4]2-、[BO4]5-和[BO3]3-等结构单元通过[SiO4]4--[BO4]5-、[BO4]5--[BO3]3-、[BO3]3--[SiO4]4-等连接方式构成了玻璃网络结构,形成了巨大的介稳体系,稀土Sm3+等阳离子则填充在网络空隙之中。光谱研究结果表明,Sm3+掺杂ABS玻璃对1.06μm波长的激光具有很强的吸收,当稀土含量达到20mol%时,玻璃在1.06μm波长的透过率仅为0.03%。     

Li2B4O7晶体及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用高温原位拉曼光谱技术,研究了Li₂B₄O₇从常温至1 373 K温度范围内的拉曼光谱。在升温过程中,晶体的拉曼光谱出现展宽和红移现象,且强度降低。晶体熔化时,由2个[BO₄]和2个[BO₃]组成的[B₄O₉]环状结构转变成(B₃O₆)3- 六元环和[BO₃]结构,[BO₄]结构减少直至消失。基于密度泛函理论,计算了Li₂B₄O₇晶体的拉曼光谱,对其振动模式进行了分析归属。利用量子化学从头计算法计算了由[B₃O₆-BO₃]为基础相互连接形成的x(Li₂B₄O₇)(x=2, 3, …, 9)的环状团簇模型的拉曼光谱,对Li₂B₄O₇熔体的结构进行了模拟分析。计算结果表明Li₂B₄O₇熔体的阴离子基元为三个(B₃O₆-BO₃)组成的大三元环超级结构。     

PbMoO4晶体生长基元和生长习性的高温拉曼光谱研究

应用高温拉曼光谱研究了PbMoO4熔体中的生长基元.通过对不同温度下PbMoO4晶体拉曼光谱和熔点温度附近熔体高温拉曼光谱的研究,发现PbMoO4熔体中存在Pb2 阳离子和[MoO4]2-阴离子生长基元.进一步讨论了PbMoO4晶体生长基元和各个低指数晶面间的相互作用,解释了晶体的生长习性和枝晶生长的原因,并指出:PbMoO4晶体生长的最佳籽晶取向是平行于其{101}面所围成的棱锥表面的方向.     

Li_2O-WO_3二元系熔融钨酸盐原位拉曼光谱研究

本文利用原位高温拉曼光谱技术并结合量子化学从头计算方法研究了Li2O-WO3二元系钨酸盐熔体中稳定存在的结构单元随成分变化的趋势,给出了其在不同成分下微结构的具体模型,并对其主要振动模式进行了归属。研究表明成分不同会导致四面体基团聚合形成不同长度的链状,且Li2O与WO3摩尔比越小,也即WO3的含量越多,其链的长度越长;结合量子化学从头计算理论分析,认为当熔体的摩尔比为1∶1、1∶2、1∶3以及1∶4时,对应的阴离子基团模型分别为[WO4]2-、[W2O7]2-、[W3O10]2-和[W4O13]2-,其中[W2O7]2-、[W3O10]2-和[W4O13]2-分别由两个、三个、四个[WO4]2-以共顶形式连接而成。     

BSO晶体生长固/液边界层结构的实时观测研究

实时测量BSO晶体水平区熔法生长过程中,研究固/液边界层以及边界层两侧的晶体和熔体的显微拉曼光谱,晶体生长固/液边界层以及边界层两侧的熔体和晶体的结构特征, 生长基元结构从熔体结构经边界层过渡到晶体结构的变化过程。结果显示, BSO熔体中存在Bi₃O₄和[SiO₄]的键合结构; Bi₃O₄分子基团在固/液边界层聚合形成[BiO₇]八面体单体、多聚体,与[SiO₄]结构基团联结,在通过固／液边界层时进入格位。     

三硼酸钾的合成、表征及其振动光谱的研究

借助自行设计的沸腾反应器,采用碳酸钾和硼酸通过控制适宜的原料配比、反应温度和脱水温度合成出三硼酸钾。通过化学分析确定合成物分子式为一水三硼酸钾(KB₃O₅·H₂O),通过粉末X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和热重分析(TG)等手段对其进行了表征,由粉末X射线衍射光谱分析确定合成物物质形态为无定形态,由傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱分析确定合成物分子中存在三配位硼氧键B₍₃₎—O、四配位硼氧键B₍₄₎—O、羟基及三硼酸根离子,由热重分析确定合成物分子中存在能够失去一分子水的基团,并推出合成物三硼酸钾的结构式为K[B₃O₄(OH)₂]。研究了合成物的振动光谱,包括红外光谱和拉曼光谱,考察了其中硼原子的主要存在形式三配位硼氧键B₍₃₎—O和四配位硼氧键B₍₄₎—O以及其他基团的振动情况,对振动频率进行了归属。     

BSO晶体的高温拉曼光谱与高温结构特征

阐述了BSO晶体在常温下的结构特征,通过测量晶体在常温下的拉曼光谱,对晶格主要振动模式进行了指认,测量晶体升温至熔化过程中不同温度下的拉曼光谱,分析研究了其微观结构在升温过程中的变化以及在高温状态下的结构特征。     

Bi2ZnOB2O6单晶偏振拉曼光谱

本文通过分析不同几何配置下的偏振拉曼光谱对非线性光学晶体的晶格振动模式进行了研究. 首先根据因子群分析,将晶体的振动模按晶体对称群的不可约表示进行分类,其次测量了晶体在10–1600 cm^-1范围内,不同几何配置下的偏振拉曼光谱,并在此基础上指认了晶体的晶格振动模式. 300 cm^-1以下的振动峰,归结为晶体的外振动,来自[BiO₆],[ZnO₄],[BO₄]和[BO₃]原子基团的平动和转动;300cm^-1以上为晶体的内振动,主要与Bi-O,和Zn-O键振动有关. 晶体拉曼光谱中最高振动频率达到1407 cm^-1,被指认为[BO₃]三角形中B-O键的伸缩振动,体现了[BO₃]基团中高的电子非局域化程度. 关键词： 2ZnOB₂O₆单晶')" href="#">Bi₂ZnOB₂O₆单晶 偏振拉曼光谱 振动模式     

KTN晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

测量并研究了不同温度(室温—1573 K)范围内KTN晶体的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了KTN晶体结构随温度变化的规律及其熔体的结构特征.随着温度的升高,KTN晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,同时存在不同程度的展宽,并伴随强度的减弱.观察并解释了温度353 K附近KTN晶体样品的四方—立方转相现象.研究了KTN晶体拉曼光谱中538cm^-1,585cm^-1,835cm^-1和877cm^-1谱峰及其 关键词： 高温拉曼光谱 熔体 KTN晶体     

CaSiO_3及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

采用铜蒸气脉冲激光光源和时间分辨探测技术,测定了CaSiO3晶体及其熔融态的常温及高温拉曼光谱(在298～2000K的温度范围),观察了其在高温下的相转变、升温过程及其熔体的特征光谱变化。通过谱图解析,研究分析了熔体微结构单元硅氧四面体Qn(n为单个硅氧四面体的桥氧数)分布、聚合状况及其与固态晶体的区别     

High-pressure phase transition of Bi2Fe4O9

The high-pressure behaviour of Bi2Fe4O9 was analysed by in situ powder and single-crystal x-ray diffraction and Raman spectroscopy. Pressures up to 34.3(8) GPa were generated using the diamond anvil cell technique. A reversible phase transition is observed at approximately 6.89(6) GPa and the high-pressure structure is stable up to 26.3(1) GPa. At higher pressures the onset of amorphization is observed. The crystal structures were refined from single-crystal data at ambient pressure and pressures of 4.49(2), 6.46(2), 7.26(2) and 9.4(1) GPa. The high-pressure structure is isotypic to the high-pressure structure of Bi2Ga4O9. The lower phase transition pressure of Bi2Fe4O9 with respect to that of Bi2Ga4O9 (16 GPa) confirms the previously proposed strong influence of cation substitution on the high-pressure stability and the misfit of Ga3+ and Fe3+ in tetrahedral coordination at high pressure. A fit of a second-order Birch–Murnaghan equation of state to the p–V data results in K0 = 74(3) GPa for the low-pressure phase and K0 = 79(2) GPa for the high-pressure phase. The mode Grüneisen parameters were obtained from Raman-spectroscopic measurements.     

Bi4Ge3O12晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

研究了BGO晶体在不同温度下(在300—1323 K的温度范围)的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱，分析了BGO晶体结构随温度变化的规律及BGO熔体的结构特征.随着温度的升高，BGO晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动，也存在不同程度的展宽，同时强度减弱.另外，在BGO熔体中存在［GeO₄］和［BiO₆］的结构基团；但两种结构之间的联键消失，即在熔体中二者是相互独立的生长基元. 关键词： 高温拉曼光谱 熔体 BGO晶体     

BSO晶体及生长固/液边界层的拉曼光谱分析

测量了 BSO晶体在常温和高温下宏观拉曼光谱 ,据此分析晶体结构在高温下的变化规律 ,详细实时地测量了晶体在熔化和生长过程中 ,固 /液边界层以及边界层两侧的晶体和熔体的显微拉曼光谱 ,分析得出该晶体生长边界层内的结构特征 ,以及生长基元结构从熔体结构经边界层过渡到晶体结构的变化过程     

磷酸钠结构的高温拉曼光谱研究

用高温拉曼光谱仪测定了固态和熔融态磷酸钠(Na3PO4)晶体的光谱,分析了磷酸钠晶体的结构及其随温度的变化。通过对从常温谱到高温谱的解析,得出主峰波数随温度的变化及主峰半高宽的变化,可以观察到在600 K附近及1773 K有两个相变产生。此外,磷酸钠晶体的相关高温DSC检测分析,也和拉曼谱中发现的两个相变符合。量子化学理论计算同时对该体系的P-O键振动和平均键长进行了模拟,随着键长的增加,对应的振动频率会降低。还确认了磷酸钠Raman光谱中各个峰的归属,938 cm-1波数处的峰属于(PO4)3-中P-O键的对称伸缩振动,是Na3PO4的特征峰,425及580 cm-1处峰属于磷氧四面体的弯曲振动。     

Sr3TaGa3Si2O14(STGS)单晶的晶格振动

根据空间群理论,预测了Sr3TaGa3Si2O14(STGS)单晶的振动模式,并分别计算了非极性和极性振动模式的Raman散射强度。测量了STGS晶体的Raman光谱,并对其振动模式进行了指认。实验结果表明STGS晶体具有6个A1对称类特征振动模式:波数为126cm-1的振动峰可指认为SiO4团簇、Sr原子和TaO6团簇间的相对平动;245cm-1的振动峰是SiO4团簇的扭曲振动和Sr—TaO6—Sr伸缩振动耦合的结果;特征峰557和604cm-1分别来源于O—Ta—O和O—Ga—O的伸缩振动;896cm-1谱带对应着两个SiO4四面体的O—Si—O伸缩振动;991cm-1的谱带对应着两个SiO4四面体的Si—O伸缩振动。实验结果和理论计算结果均确证了STGS晶体的层状结构,其弱的各项异性和压电模量归因于十面体结构单元的微弱形变。