染料吸附立方体氯化银微晶的光电子特性

利用微波吸收介电谱检测技术测得了不同染料吸附量条件下立方体氯化银微晶的光电子衰减曲线,发现随着染料吸附量的增多,光电子的衰减速率变快,且不是一个单凋变化过程.光电子衰减的微观动力学分析表明,染料吸附存在着聚集体吸附和单分子态吸附两种情形,聚集体吸附使得微晶中的填隙银离子增多,从而增加了微晶外部的深电子陷阱,使光电子衰减变快;染料单分子态的吸附起修饰微晶表面能级的作用,从而减少了微晶外部的深电子陷阱,使光电子衰减变慢.     

硫增感AgBrCl立方体微晶中光电子衰减行为的研究

利用微波吸收相敏检测技术并结合短脉冲激光曝光,测量了硫增感条件下AgBrCl立方体微晶感光材料的光电子时间衰减谱.分析了光电子一级衰减区域与增感温度的关系,确定了硫增感的陷阱效应对光电子衰减时间和光电子不同一级衰减区域的影响,并获得了增感过程中生成浅电子陷阱效果的最佳增感条件.     

硫增感对立方体AgCl微晶光电子衰减影响的动力学研究

本工作利用微波吸收介电谱技术检测了硫增感立方体氯化银微晶光电子的衰减时间谱,并根据实验结果建立了硫增感氯化银微晶的动力学模型,通过计算机求解由此模型得到的光电子衰减动力学方程,得到了不同增感时间下电子陷阱的浓度和深度,发现随增感时间的增加,电子陷阱的深度保持不变(0.201eV),而陷阱的浓度发生了变化,即在增感时间为75 min时电子陷阱的浓度为7.5×10-6;在增感时间为60 min时电子陷阱的浓度为3×10-6,这些结论对于其它晶体特性的研究具有参考价值.     

S吸附对SiC表面不同重构结构的影响

SiC表面重构的发生会引起表面态密度增加,极大地影响SiC功率器件的性能.本文对4H/6H-SiC(0001)-Si端的(3×3)R30°和(3×3)重构结构及3C-SiC(0001)-Si端的(3×2)和(2×1)重构结构分别进行了S原子的吸附研究.结果表明:吸附S原子可以打开表面重构键,不同重构结构均有向体结构恢复的趋势.(3×3)R30°和(3×3)重构的最佳吸附率分别是1/2ML和1/3ML,S吸附对(3×3)R30°重构的作用更大.(3×2)重构表面在1/6ML下的H3位吸附、(2×1)重构表面在1/2ML下的B位吸附时吸附能最低.S钝化后,3C-SiC比4H/6H-SiC体系表面吸附能小,更稳定,重构结构恢复更理想.     

Ag吸附对MgF_2表面结构稳定性及光学性能的影响

基于密度泛函理论,对Ag在MgF2低指数表面(100)面、(001)面、(110)面的吸附行为及吸附机理进行分析,并研究了吸附对体系结构稳定性及光学性能的影响。结果表明:Ag在MgF2表面的吸附为稳定的化学吸附,在(100)面、(001)面、(110)面的最佳吸附位分别为最外层F的四重穴位、短桥位、长桥位;吸附机理主要表现为Ag与附近F的共价键作用。吸附Ag后,MgF2表面稳定性增加,稳定性顺序由吸附前的(001)(100)(110),变为吸附后的(100)(110)(001)。在300 nm到1000 nm波段,MgF2(100)面、(001)面吸附Ag体系,折射率实部较吸附前减小。     

表面活性剂改性碳气凝胶吸附亚甲基蓝性能的研究

以间苯二酚和甲醛为碳前体,分别以十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶凝胶法制备碳气凝胶材料.采用TG、XRD、SEM、N2吸脱附法等技术手段对其结构、形貌及热稳定性进行表征,探讨了吸附时间、染料初始浓度等因素对亚甲基蓝吸附性能的影响.结果表明,表面活性剂改性后的碳气凝胶孔结构较原生的碳气凝胶丰富;以十二烷基苯磺酸钠作模板剂所制得的样品吸附性能最佳,吸附条件为:样品用量为25 mg、染料浓度为300 mg/mL、吸附时间为5 h.对吸附机理研究表明,吸附剂去除亚甲基蓝符合Langmuir吸附模型,吸附动力学研究表明吸附行为符合二级动力学模型.     

结构导向剂对Cu2O微晶的形貌及光催化性能的影响

以抗坏血酸和甲酸为还原剂,Cu( NO3)2为铜源制备了Cu2O微晶,并借助X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)对样品的物相组成和形貌进行了表征,同时以罗丹明B为模型污染物,探讨了Cu2O微晶的形貌对光催化活性的影响.结果表明,在室温条件下以抗坏血酸为结构导向剂可获得八面体Cu2O微晶;而以甲酸为还原剂,160℃水热反应可获得Cu2O球形微晶.光催化降解实验表明,所得Cu2O微晶对罗丹名B有一定的光催化活性,且催化剂的形貌对其活性有很大影响,八面体Cu2O微晶(111)活性晶面外露较多,因而具有较高的光催化活性.     

B对人造金刚石表面结构及性能的影响

研究了B对人造金刚石表面结构及性能的影响。结果表明,采用渗B石墨或渗B触媒合成的金刚石,表面存在有螺旋状和阶梯状生长台阶,树枝状和河流状结晶等。但对金刚石性能影响不大。含B金刚石的性能明显优于不含B金刚石。且渗B石墨对金刚石性能的影响比渗B触媒大。     

MOVPE生长GaN薄膜的表面吸附和扩散研究

利用量子化学计算方法,对MOVPE生长GaN薄膜的表面反应进行研究.特别针对反应前体GaCH3(简称MMG)在理想、H覆盖和NH2覆盖GaN(0001)面的吸附和扩散进行计算分析.通过建立3×3 超晶胞模型,优化计算了MMG在三种不同覆盖表面的稳定吸附位、吸附能和电子布居,搜寻了MMG在稳定吸附位之间的扩散能垒.计算结果表明:对于三种表面,MMG的稳定吸附位均为T4位和H3位,H3位比T4位略微稳定.MMG在NH2覆盖表面吸附能最大,在H覆盖表面吸附能最小,在理想表面吸附能居中.MMG中的Ga与不同的表面原子形成的化学键的键强的大小顺序为:Ga-N>Ga-Ga>Ga-H.相比于理想表面和H覆盖表面,MMG在NH2覆盖表面的扩散能垒最大,因此表面过量的NH2会抑制MMG的扩散.     

热压对云母微晶玻璃微观结构及显微硬度的影响

形成晶体定向排列的微观结构可显著提高材料的力学强度.在温度950 ～ 1150℃下对云母微晶玻璃保温lh,同时施加20 MPa压力.采用差示量热扫描仪(DSC)、X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)及显微硬度仪分别对材料进行热效应分析、晶体组成分析、组织形貌观察和显微硬度测试.结果表明:随着热压温度的提高,云母晶体含量一直减少,莫来石晶体含量先增加后减少,玻璃相含量一直增加;材料的显微硬度也提高,且在不同压力方向上的硬度差值变大.在云母晶体定向排列的样品中,其平行于压力方向的显微硬度值为5.66 GPa,比垂直于压力方向上高0.46 GPa.晶体相互作用阻碍晶体定向排列,而在晶体具有足够偏转空间前提下,延长热压时间有利于形成晶体定向排列的微观结构.     

WO3（001）极性表面及氢吸附特性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对WO3 (001)的极性表面及其氢吸附特性进行了理论计算.通过对比WO表面和纯氧表面的表面化学势研究了两个极性表面的热力学稳定性,并分别计算了表面的几何结构和电子结构.结果表明:在贫氧环境中WO表面比较稳定,而在富氧环境中纯氧表面更稳定,WO表面和纯氧表面分别呈现n型半导体和p型半导体特性,表面原子通过调整W-O键长和键角实现表面弛豫.氢原子在两个极性表面不同吸附位置的计算表明:对WO表面和纯氧表面,W5c位和O1c位分别是稳定的吸附位置,且两者具有不同的反应特性.     

CdTe(110)表面原子与电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了CdTe(110)表面的原子和电子性质.结果表明,CdTe(110)理想表面在禁带中出现两个明显的表面态,弛豫后表层Cd原子和Te原子p态电子发生转移,Cd原子趋向于sp2平面杂化构型,Te原子趋向p3杂化的锥形构型.经过表面弛豫大大降低了表面能,增大了表面功函数,表面占据态和表面空态分别被推进价带顶之下和导带底之上,导致弛豫表面没有明显的表面态.     

晶体表面结构和负离子配位多面体生长基元

本文讨论了晶体表面结构和负离子配位多面体结晶方位的关系.指出了晶体表面结构,显示了负离子配位多面体在晶体生长过程中的结晶轨迹.因此,运用负离子配位多面体生长基元理论模型,晶体的生长机制可以通过对晶体表面结构的分析得以解释.     

体积应变对立方钛酸铅电子结构和光学性质的影响

本文利用第一性原理方法计算并分析了体积应变(-11%~11%)对立方顺电相PbTiO₃的结构、稳定性、电子结构和光学性质的影响。研究发现体积应变后PbTiO₃形成焓增大,稳定性下降,其中压应变对其稳定性的影响比拉应变大。当受到拉伸应变时,立方PbTiO₃由直接带隙半导体变为间接带隙半导体,且带隙随应变增大呈先增大后降低的趋势。在发生压应变时,从复介电函数、复折射率及吸收系数的分析结果可知,在自然光照下PbTiO₃的光吸收能力仅在个别波段有所增大,但总体呈减弱趋势,当产生拉伸应变时,介电峰、吸收峰红移,表明PbTiO₃在可见光范围内光吸收能力增强,并且当应变增大到11%时,PbTiO₃的吸收能力远高于本征立方相。     

MOVPE Growth and Characterisation of Zn‐Doped (GaIn)P Layers with Respect to Surface Structure and Ordering

(GaIn)P grown on (001)GaAs substrates by metal‐organic vapour phase epitaxy (MOVPE) is highly ordered material. In this work the effect of Zn doping on the epitaxial crystal growth, the ordering behaviour and the surface morphology is investigated. Zn‐doped (GaIn)P layers, grown with phosphine (PH₃), tertiarybutylphosphine (TBP) and ditertiarybutylphosphine (DitBuPH) as phosphorous precursors, reveal a strong drop of the binary growth rate of InP r_InP with increasing Zn/III ratio, whereas r_GaP remains nearly constant. The Zn doping efficiency and the ordering behaviour are observed to be dependent on the misorientation of the substrates. Finally, the surface morphology as a function of the different parameters was analysed by atomic force microscopy (AFM), and no considerable change of the growth mechanism was found for Zn‐doped layers in comparison to undoped layers.     

MOVPE生长m面GaN薄膜的表面吸附研究

采用基于密度泛函理论的Materials Studio中的CASTEP模块,对金属有机物气相外延MOVPE生长m面GaN薄膜的表面反应前体的吸附过程进行研究.针对吸附粒子GaCH3和NH3在m面GaN表面不同的初始吸附位,优化计算了GaCH3和NH3在表面的吸附能、与近邻原子的距离、态密度、电荷密度分布、电子布居.计算结果表明,GaCH3在表面Ga brg2位优化之后的位置最稳定,吸附能最低,GaCH3中的Ga原子与表面邻近的N原子、Ga原子分别形成Ga-N、Ga-Ga共价键.NH3在表面N brg2位最稳定,吸附能最低,NH3中的N原子与表面邻近的Ga原子形成N-Ga共价键.通过对比在最佳吸附位的MMG中的Ga原子和NH3中的N原子与表面原子的电荷分布情况和布居数,证明上述吸附粒子与表面确实存在共价作用,形成共价键.