硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究

采用水热腐蚀技术在单晶硅衬底上制备出一种新的硅微米／纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)，并对其表面形貌、结构及光学特性进行研究.Si-NPA的结构复合性体现为 在微米和纳米两个尺度上形成了三个分明的结构层次，即微米尺度的硅柱阵列结构、硅柱上 的纳米多孔结构以及组成孔壁的硅纳米晶粒.积分光反射谱和荧光光谱测试表明，Si-NPA具 有良好的光吸收和光致发光特性.依据Si－NPA积分反射谱的实验数据，采用Kramers-Kronig 变换关系计算得到了Si-NPA的复折射率和复介电函数、吸收系数等光学常数，并由此讨论了 Si-NPA相对于单晶硅的光学特性发生显著变化的原因.最后，通过分析Si-NPA的光吸收系数 与入射光子能量之间的关系，揭示出Si-NPA具有直接带隙半导体的电子结构特征，而且理论 计算得到的Si-NPA的带隙能与其光致发光谱的峰位能很好符合. 关键词： 硅纳米孔柱阵列 光学特性 电子结构 水热腐蚀     

过渡金属元素掺杂对磁铁矿磁矩及磁各向异性的调控

磁性Fe₃O₄纳米粒子在纳米医学领域展现出巨大的应用前景.饱和磁化强度和磁各向异性对于Fe₃O₄纳米粒子在药物输送和磁热疗中的应用至关重要.在此,通过密度泛函理论计算,仔细研究了3d和4d过渡金属元素的掺杂对Fe₃O₄磁矩及磁各向异性的影响.结果表明, Fe₃O₄中Zn和Cd的掺杂会增大总磁矩,而其他3d和4d过渡金属元素的掺杂会降低总磁矩.有趣的是, Cd的掺杂也会大大增大磁各向异性.本文结果表明,掺杂Cd是提高Fe₃O₄作为药物输送和磁热疗材料性能的可行方法.     

Fe3O4-C核壳型纳米纤维的正电子研究

利用正电子手段研究新型多功能材料Fe₃O₄-C 纳米管核壳结构纳米纤维的内部电子结构,通过测量和分析正电子湮没寿命谱和符合双多普勒展宽谱,发现在这种材料中部分正电子在Fe₃O₄内部的单空位中发生湮灭,部分正电子在Fe₃O₄的微空洞中发生湮灭,部分正电子在壳层碳纳米管中湮灭.并估算了各个部分的湮灭比例,在一定程度上揭示了Fe₃O₄-C 关键词： 正电子 纳米纤维 寿命 符合多普勒     

纳米Fe3 O4 颗粒的正电子湮没谱学研究

测量了磁性纳米Fe₃O₄颗粒的X射线衍射谱(XRD)、正电子湮没寿命谱(PALS)和符合多普勒展宽谱(CDBS),研究了不同压力和退火温度对磁性纳米Fe₃O₄颗粒物相、电子结构、缺陷及电子动量分布等的影响. XRD,PALS,CDBS测量结果表明:纳米Fe₃O₄颗粒的缺陷浓度随压力的增加而增大,但物相和缺陷类型并未发生变化;磁性纳米Fe₃O_{4< 关键词： 正电子 3}O₄')" href="#">Fe₃O₄ 寿命谱 多普勒展宽谱     

Fe3O4纳米粒子对P3HT:PCBM电池的影响

为了提高太阳能电池的性能,研究磁性纳米粒子在外加磁场的作用下对聚合物太阳能电池有源层P3HT:PCBM成膜及太阳能电池性能的影响。本文采用热分解法制备了磁性Fe₃O₄纳米粒子,将不同质量分数的Fe₃O₄纳米粒子掺入到P3HT:PCBM溶液中,旋涂后在外加磁场的作用下自组成膜。通过TEM、XRD对制备的Fe₃O₄纳米粒子进行表征,并利用偏光显微镜、原子力显微镜对成膜质量进行探究。结果表明,采用热分解法制备的Fe₃O₄纳米粒子直径在10 nm左右,在外加磁场作用下,Fe₃O₄纳米粒子对成膜有一定的调控作用。当Fe₃O₄纳米粒子掺杂质量分数为1%时,太阳能电池器件的开路电压增加3.77%,短路电流增加24.93%,光电转换效率提高7.82%。     

一种自支撑金纳米薄膜的制备、结构和氮吸附特性

以一种新的硅微米/纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列作为还原性衬底，采用浸渍技术制备出一种自支撑的金纳米薄膜，并对其表面形貌和结构进行了表征.实验表明，金纳米薄膜的制备过程是一个自终止过程.当硅纳米孔柱阵列被耗尽后，浸渍溶液中Au³⁺的还原反应将自行终止；同时，所形成的金纳米薄膜自动与衬底脱离并成为一种自支撑薄膜.薄膜的形成机理被归因于硅纳米孔柱阵列所具有的高的表面活性和还原性.用能量弥散x射线谱对薄膜表面化学成分分析的结果表明，如此制备的金纳米薄膜具有很强的氮吸附和氮储存能力.这一特性有可能在气体传感器、空气分离和氮纯化以及氮化合物的膜合成器等技术领域得到应用. 关键词： 自支撑金纳米薄膜 硅纳米孔柱阵列 浸渍技术     

氧化锌/硅纳米孔柱阵列的结构和光致发光特性研究

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底、用化学气相沉积法制备了具有规则阵列结构特征的ZnO/Si-NPA纳米复合体系，并对其结构和光致发光性质进行了表征. 实验结果显示，组成ZnO/Si-NPA表面阵列的每个柱子均呈现层壳结构. 不同于衬底Si-NPA的红光和蓝光发射，ZnO/Si-NPA在紫外光区和蓝绿光区呈现出两个强的宽发光峰. 分析表明，紫外光发射应归因于ZnO晶体的带边激子跃迁；而蓝绿光发射则来自于ZnO晶体本征缺陷所形成的两类深能级复合中心上载流子的辐射跃迁.     

多孔SiO2包裹磁性纳米颗粒Fe3O4的制备与表征

采用加热分解油酸铁法制备了Fe₃O₄磁性纳米颗粒,并用有机模板和反相微乳液相结合的方法将磁性纳米颗粒包裹在多孔二氧化硅中.用红外光谱(FTIR)研究了不同的处理方式对油酸铁表面官能团的影响及油酸的反应浓度和加热分解油酸铁的过程中升温速率对Fe₃O₄纳米颗粒的影响.结果表明,用乙醇和丙酮处理后的固态蜡状油酸铁表面的油酸基团会受到损害,将不利于加热分解时形成单分散性的Fe₃O₄纳 关键词： 3O₄纳米颗粒')" href="#">Fe₃O₄纳米颗粒 2包裹')" href="#">多孔SiO₂包裹 反相微乳液法 油酸铁     

Fe2O3纳米微粒溶胶非线性光学特性的Z-扫描研究

利用Z扫描技术在透明区域研究了Fe₂O₃纳米微粒水溶胶和表面包覆有机溶胶的非线性光学特性，给出了非线性折射率γ、双光子吸收系数β、自由载流子折射系数σ_r和自由载流子吸收截面σ_ab等重要物理参数，讨论了自由载流子效应对Fe₂O₃纳米微粒非线性特性的影响 关键词：     

银/硅纳米孔柱阵列活性基底的SERS效应研究

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用浸渍法制备出一种具有规则表面形貌特征的银/硅纳米孔柱阵列(Ag/Si-NPA),并以R6G为探测目标材料,对其表面增强拉曼(SERS)效应进行了研究。结果表明,对于R6G浓度低至10-15M,Ag/Si-NPA均能表现出清晰的特征SERS峰。随着浓度的降低,R6G的荧光淬灭,所测拉曼光谱的基线降低,但特征峰峰位基本保持不变。在低浓度10-15M时得到的SERS光谱,理论上证明为单分子光谱。此外,Ag/Si-NPA活性基底具有较好的稳定性,在长达28天的自然老化过程中,Ag/Si-NPA能够保持对R6G较高的探测水平,光谱具有较好的信噪比和分辨率。Ag/Si-NPA是一种理想的SERS活性基底。     

Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用Sol-Gel工艺低温制备了Si基Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、介电特性与铁电性能的影响.500℃退火处理的Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜未能充分晶化，晶粒细小且有非晶团聚，介电与铁电性能均较差.高于550℃退火处理的Bi_3.25La_{0.75 关键词： 铁电薄膜 3.25}La_0.75Ti₃O₁₂')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂ Sol-Gel工艺     

Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用sol-gel工艺, 在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基Bi_{4Ti3O12铁电薄膜. 研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性. 研究表明: Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势; 退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi关键词： sol-gel法 铁电薄膜 4Ti3O12')" href="#">Bi4Ti3O12 C-V特性}     

SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合铁电薄膜. 研究了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi₄Ti< 关键词： 2Ta₂O₉')" href="#">SrBi₂Ta₂O₉ 4Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 复合铁电薄膜 溶胶凝胶工艺     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Bi₄Ti₃O₁₂和Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜，研究了La掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响，发现La掺杂没有改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构，并且提高了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能，对La掺杂改善Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜性能的机理进行了讨论. 关键词： 铁电性能 4Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂薄膜 3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜 sol-gel法 La掺杂     

Positive and negative magnetoresistance in Fe3O4-based heterostructures

Fe₃O₄-based heterostructures, including Fe₃O₄/MgO/Fe₃O₄, Fe₃O₄/MgO/Si and Fe₃O₄/SiO₂/Si, were fabricated by magnetron sputtering to investigate the perpendicular-to-plane magneto-transport properties. In the Fe₃O₄/MgO/Fe₃O₄ and Fe₃O₄/MgO/Si heterostructures, the typical magneto-transport properties of single Fe₃O₄ films, such as negative magnetoresistance (MR) and extreme values of MR−T curves at 120 K, were observed, suggesting that the spin polarization of conducting electrons conserves through MgO barrier. MR in the Fe₃O₄/MgO/Fe₃O₄ heterostructure is larger than that in the Fe₃O₄/MgO/Si heterostructure, because the spin of electrons is disturbed in the depletion layer of Si and the SiO₂ layer introduced by Fe₃O₄/MgO growth. The Fe₃O₄/SiO₂/Si heterostructure has a positive MR of 2% at 120 K, which may originate from the scattering of conducting electrons in amorphous SiO₂ and the spin polarization reversal at the Fe₃O₄/SiO₂ interface.     

Si基铁电Bi3.15Nd0.85Ti3O12多层薄膜的一致取向生长和性能的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术，利用LSCO/CeO₂/YSZ多异质缓冲层，在Si(100)基 片上成功地制备了c轴一致取向的Bi_3.15Nd_0.85Ti₃O12(BNT)铁电薄膜.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析测定了薄膜的相结构 、取向和形貌特征，考察了沉积温度和氧分压对BNT薄膜微结构、取向和形貌的影响，确定 了BNT薄膜的最佳沉积条件.对在优化的条件下制备得到的BNT薄膜的C-V曲线测试得到了典型 的蝴蝶形曲线，表明该薄膜具有较好的电极化反转存储特性.最后讨论了BNT薄膜铁电性能与 薄膜取向的相关性. 关键词： 3.15Nd_0.85Ti₃O₁₂')" href="#">Bi_3.15Nd_0.85Ti₃O₁₂ 铁电薄 膜 多层异质结 脉冲激光沉积     

CaCu3Ti4O12块材和薄膜的巨介电常数

用固相反应法和脉冲激光沉积(PLD)制备了CaCu₃Ti₄O₁₂块材和薄膜，获得了相对介电常数ε′（1kHz,300K)高于14000的介电特性，是目前该体系最好的结果.报道了(00l)取向高质量CaCu₃Ti₄O₁₂外延薄膜及其介电性质.C aCu₃Ti₄O₁₂相对介电常数ε′在100—300K温度范围 内 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 巨介电常数 PLD     

Silane treatment of Fe3O4 and its effect on the magnetic and wear properties of Fe3O4/epoxy nanocomposites

In this study, the effect of silane treatment of Fe₃O₄ on the magnetic and wear properties of Fe₃O₄/epoxy nanocomposites was investigated. Fe₃O₄ nanopowders were prepared by coprecipitation of iron(II) chloride tetrahydrate with iron(III) chloride hexahydrate, and the surfaces of Fe₃O₄ were modified with 3-aminopropyltriethoxysilane. The magnetic properties of the powders were measured on unmodified and surface-modified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites using SQUID magnetometer. Wear tests were performed on unmodified and surface-modified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites under the same conditions (sliding speed: 0.18 m/s, load: 20 N).The results showed that the saturation magnetization (M_s) of surface-modified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites was approximately 110% greater than that of unmodified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites. This showed that the specific wear rate of surface-modified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites was lower than that of unmodified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites. The decrease in wear rate and the increase in magnetic properties of surface-modified Fe₃O₄/epoxy nanocomposites occurred due to the improved dispersion of Fe₃O₄ into the epoxy matrix.     

Ferroelectric properties of bilayer structured Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/SrBi2Ta2O9 (PZT/SBT) thin films on Pt/TiO2/SiO2/Si substrates

Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ (PZT) thin films with large remanent polarization and SrBi₂Ta₂O₉ (SBT) thin films with excellent fatigue-resisting characteristic have been widely studied for non-volatile random access memories, respectively. To combine these two advantages_, bilayered Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃/SrBi₂Ta₂O₉ (PZT/SBT) thin films were fabricated on Pt/TiO₂/SiO₂/Si substrates by chemical solution deposition method. X-ray diffraction patterns revealed that the diffraction peaks of PZT/SBT thin films were completely composed of PZT and SBT, and no other secondary phase was observed. The electrical properties of the bilayered structure PZT/SBT films have been investigated in comparison with pure PZT and SBT films. PZT/SBT bilayered thin films showed larger remanent polarization (2P_r) of 18.37 μC/cm² than pure SBT and less polarization fatigue up to 1 × 10⁹ switching cycles than pure PZT. These results indicated that this bilayered structure of PZT/SBT is a promising material combination for ferroelectric memory applications.     

溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在氧气氛中和层层晶化的工艺条件下,成功地制备了沉积在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上的铁电性能优良的Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈ (SBTi)薄膜,并研究了SBTi薄膜的微结构、表面形貌、铁电性能和疲劳特性.研究表明：薄膜具有单一的层状钙钛矿结构，且为随机取向；薄膜表面光滑，无裂纹，厚度约为725nm；铁电性能测试显示较饱和、方形的电滞回线，当外电场强度为275kV/cm时 关键词： 溶胶-凝胶法 铁电薄膜 2Bi₄Ti₅O₁₈')" href="#">Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈