Bi2Te3/Sb超晶格纳米线的外延生长和热电测量

通过脉冲电沉积,外延生长出小单元长度的Bi₂Te₃/Sb超晶格纳米线.借助哈曼方法,测量了超晶格纳米线阵列的热电性能,330 K时的ZT值可达0.15.研究了Bi₂Te₃/Sb超晶格纳米线阵列器件的制冷或者加热能力,发现器件的上下表面的最大温差可以达到6.6 K.     

Cu掺杂AgSbTe2化合物的相稳定、晶体结构及热电性能

利用熔融快淬结合放电等离子烧结(SPS), 制备了Cu_xAg_1-xSbTe₂(x= 0---0.3)样品. 粉末X射线衍射(XRD)分析结果显示, SPS处理以前, 含Cu样品形成NaCl型结构的固溶体, 而未加入Cu的样品析出Ag₂Te第二相. 根据热分析和XRD测量结果, Cu的加入能够有效抑制Ag₂Te的析出, 但同时会在快淬样品中产生少量非晶相. 在温度升高到540 K左右时, 非晶相发生晶化, 形成Sb₇Te亚稳相, 并最终转变成Sb₂Te₃稳定相. 对快淬样品进行低温SPS快速处理后, x =0.1样品为面心立方结构的单相化合物, 但是x =0.2, 0.3的样品分别析出第二相Sb₇Te和Sb₂Te₃. 由于析出第二相, x=0.2, 0.3样品的电导率增大, Seebeck系数减小, 热导率相应升高, 综合热电性能降低. x=0.1单相样品的功率因子与文献报道的AgSbTe₂化合物相当. 元素替代的合金化效应 增强了Cu_0.1Ag_0.9SbTe₂化合物的声子散射, 有效降低了样品的热导率. 因此, 单相样品Cu_0.1Ag_0.9SbTe₂表现出较佳的热电性能, 在620 K时热电优值达到1.     

Bi2Te3 合金低温热电性能及冷能发电研究

利用机械合金化和冷压烧结法制备得到n型和p型Bi₂Te₃基热电材料,在80—300 K温度范围测量了电导率、Seebeck系数,结果表明其具有良好的低温热电性能.采用Bi₂Te₃基热电材料制备出半导体热电器件,并配合附属设备搭建出一套半导体温差发电装置.利用液氮汽化时释放的冷能,对半导体热电器件的发电性能进行实验研究,得出这种半导体热电器件输出电压、输出功率与电流关系式,测得最大的输出功率达到1.33 W,从而证明了冷     

高压合成AgSbTe2-Sb2Te3的热电性能研究

 利用高压方法,合成了富Sb₂Te₃的AgSbTe₂热电材料(AgSbTe₂)_1-x(Sb₂Te₃)_x (0≤x≤0.3),并对其结构和热电性质进行了研究。结果表明：(AgSbTe₂)_1-x(Sb₂Te₃)_x样品为近单相的AgSbTe₂材料;随着制备压力和Sb₂Te₃掺杂量的增加,(AgSbTe₂)_1-x(Sb₂Te₃)_x的电阻率大幅降低;Seebeck系数在高压作用下变小,而少量掺杂Sb₂Te₃却能提高Seebeck系数;在高压和微量掺杂Sb₂Te₃的共同作用下,AgSbTe₂的功率因子得到了提高;2.0 GPa高压下,制备的Ag_0.9Sb_1.1Te_2.1的品质因子达到0.466,接近Bi₂Te₃的品质因子。     

聚对苯撑/LiNi0.5Fe2O4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100---300nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe²⁺和Fe³⁺之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

新型电子俘获型光存储材料Sr2SnO4:Sb3+的发光性能研究

采用高温固相法在1300℃的温度获得了一种新型电子俘获型光存储材料 Sr₂SnO₄:Sb³⁺. 结果表明: 208 nm (Sb³⁺ 的¹S₀→¹P₁)和265 nm (¹S₀→³P₁)的紫外光是Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 的最有效信息写入光源; 其发射是覆盖400---700 nm的宽带(³P_0,1→^XXS₀), 肉眼可看到淡黄色白光, 色坐标为(0.341, 0.395). 热释光谱研究结果表明: Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 有分别位于39℃, 124℃, 193℃和310℃的四个热释峰. 其中, 39~℃的热释峰强度很低, 因而Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 只具有不到140 s的微弱余辉. 而310℃的高温热释峰在空置1天后, 仍能保持约45.6%的初始强度, 并对980 nm的红外光有很好的红外上转换光激励响应. 因此, Sr₂SnO₄:Sb³⁺ 是一种具有一定的信息存储应用潜力的新型光存储发光材料.     

La2Zr2O7:Eu3+纳米棒的合成、表征及其荧光性能

采用传统固相法和水热法成功地制备出棒状La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉. 利用X射线粉末衍射仪、透射电镜和荧光光谱仪等分析了产物的结构、形貌和发光特性. 结果表明红色荧光粉La₂Zr₂O₇:Eu³⁺有良好的晶相,属于立方结构,空间点群为Fd3m; 其形貌主要为纳米棒, 平均直径约47 nm, 长度为50～700 nm. 并对纳米棒的生长机理进行了探讨. 在466 nm蓝光激发下,La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉能发射出Eu³⁺的特征红色荧光,发射主峰位于616 nm处,归属于Eu³⁺的⁵DO_→⁷F2_{超灵敏电偶极跃迁.此外,在产物的发射光谱中能够观察到⁵D}1_→⁷FJ _{(J=0, 1, 2)跃迁和⁵D}1_→⁷FJ _{(J=1, 2, 4)跃迁的劈裂峰,这说明Eu³⁺处在低对称性的晶体场格位中.}     

大规模合成具有氧空位的多孔Bi2O3用于有效降解亚甲基蓝

光催化降解有机污染物由于其具有低能耗和绿色环保的特点,已经成为研究的热点. 氧化铋纳米晶体的带隙在2.0∽2.8 eV之间,利用它催化可见光降解有机污染物具有较高的活性,从而引起了越来越多的关注. 尽管近年来已经开发了几种制备Bi₂O₃基半导体材料的方法,但是仍然难以用简单的方法大规模地制备高活性的Bi₂O₃催化剂. 因此,开发简单可行的大规模制备Bi₂O₃纳米晶体的方法对于工业废水处理的潜在应用具有重要意义. 本文通过蚀刻商用BiSn粉末,然后进行热处理,成功地大规模制备了多孔Bi₂O₃. 获得的多孔Bi₂O₃在亚甲基蓝(MB)的光催化降解中表现出优异的活性和稳定性. 对该机理的进一步研究表明,多孔Bi₂O₃合适的能带结构允许生成活性氧物种,例如O₂^-·和·OH,可有效降解MB.     

Er3+及Er3+/Yb3+掺杂ZrO2-Al2O3的制备及发光性质

采用共沉淀法制备了纳米晶ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺发光粉体.所制备的粉体室温下具有Er3+离子特征荧光发射,主发射在绿光,其中位于547 nm、560 nm的绿光最强,并得出稀土离子与基质之间有能量传递.对不同煅烧温度下的样品研究表明:因不同温度下所制得的样品晶相不同.研究了纳米晶ZrO2-Al2O3∶Er3+及ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺/Yb³⁺的上转换发光,并分析了上转换的跃迁机制.发现ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺的绿光为双光子过程,而ZrO₂-Al₂O₃∶Er³⁺、Yb³⁺的上转换光谱中,红光和绿光也为双光子过程,而极弱的蓝光为三光子过程.讨论了Er³⁺的浓度猝灭现象.最适宜掺杂浓度的原子分数为2%（Er³⁺/Zr⁴⁺）.     

超声强化合成MgFe2O4纳米颗粒及其机理研究

用超声水解方法制备MgO纳米颗粒,用化学沉淀法制备α-Fe₂O₃纳米颗粒,将MgO/α-Fe₂O₃混合体常温下超声活化2h,400℃固相合成制备出MgFe₂O₄纳米颗粒.通过X射线衍射和透射电子显微镜测试产品的化学成分、晶体结构和形貌尺寸,分析声化学反应机理及其影响因素.研究结果表明:所制备的MgFe₂O₄为尖晶石铁氧体,颗粒尺寸分布在20-30nm之间,粒度分布均匀;超声空化效应提高了化学反应活性、增加反应物的比表面积和反应物之间的接触面积,促进固相合成反应速度,降低反应温度,实现了一般条件下难以完成的化学反应.     

基于Si掺杂Sb2Te3薄膜的相变存储器研究

采用磁控三靶(Si，Sb及Te)共溅射法制备了Si掺杂Sb₂Te₃薄膜，作为对比，制备了Ge₂Sb₂Te₅和Sb₂Te₃薄膜，并且采用微加工工艺制备了单元尺寸为10μm×10μm的存储器件原型来研究器件性能.研究表明，Si掺杂提高了Sb₂Te₃薄膜的晶化温度以及薄膜的晶态和非晶态电阻率，使得其非晶态与晶态电阻率之比达到10⁶，提高了器件的电阻开/关比；同Ge₂Sb₂Te₅薄膜相比，16at% Si掺杂Sb₂Te₃薄膜具有较低的熔点和更高的晶态电阻率，这有利于降低器件的RESET电流.研究还表明，采用16at% Si掺杂Sb₂Te₃薄膜作为存储介质的存储器器件原型具有记忆开关特性，可以在脉高3V、脉宽500ns的电脉冲下实现SET操作，在脉高4V、脉宽20ns的电脉冲下实现RESET操作，并能实现反复写/擦，而采用Ge₂Sb₂Te₅薄膜的相同结构的器件不能实现RESET操作. 关键词： 相变存储器 硫系化合物 2Te₃薄膜')" href="#">Si掺杂Sb₂Te₃薄膜 SET/RESET转变     

氮掺杂Ge2Sb2Te5相变存储器的多态存储功能

通过反应溅射的方法，制备了N掺杂的Ge₂Sb₂Te₅(N-GST)薄膜，用作相变存储器的存储介质.研究表明，掺杂的N以GeN的形式存在，不仅束缚了Ge₂Sb₂Te₅ (GST)晶粒的长大也提高了GST的晶化温度和相变温度.利用N-GST薄膜的非晶态、晶态面心立方相和晶态六方相的电阻率差异，能够在同一存储单元中存储三个状态，实现相变存储器的多态存储功能. 关键词： 相变存储器 多态存储 N掺杂 2Sb₂Te₅')" href="#">Ge₂Sb₂Te₅     

Bi-Sb-Te基热电薄膜温差电池离子束溅射制备与表征

本文采用离子束溅射Bi/Te和Sb/Te二元复合靶,直接制备n型Bi₂Te₃热电薄膜和p型Sb₂Te₃热电薄膜.在退火时间同为1 h的条件下,对所制备的Bi₂Te₃薄膜和Sb₂Te₃薄膜进行不同温度的退火处理,并对其热电性能进行表征.结果表明,在退火温度为150 ℃时,制备的n型Bi₂Te₃关键词： 薄膜温差电池 2Te₃薄膜')" href="#">Sb₂Te₃薄膜 2Te₃薄膜')" href="#">Bi₂Te₃薄膜 离子束溅射     

相变存储材料Ge1Sb2Te4和Ge2Sb2Te5薄膜的结构和电学特性研究

采用射频磁控溅射方法制备了两种用于相变存储器的Ge₁Sb₂Te₄和Ge₂Sb₂Te₅相变薄膜材料,对其结构、电学输运性质和恒温下电阻随时间的变化关系进行了比较和分析.X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)的结果表明:随着退火温度的升高,Ge₁Sb₂Te₄薄膜逐步晶化,由非晶态转变为多晶态,表面出现均匀的、 关键词： 硫系相变材料 1Sb₂Te₄')" href="#">Ge₁Sb₂Te₄ 2Sb₂Te₅')" href="#">Ge₂Sb₂Te₅     

In situ AFM and Raman spectroscopy study of the crystallization behavior of Ge2Sb2Te5 films at different temperature

Using in situ atomic force microscope (AFM) and Raman spectroscopy, the real-time crystallization properties of Ge₂Sb₂Te₅ films at different temperature were characterized. The given AFM topograph and phase images revealed that the structure of amorphous Ge₂Sb₂Te₅ films began to change at a temperature of as low as 100 °C. When the temperature reached 130 °C, some crystal fragments had formed at the film surface. Heating up to 160 °C, the size of the visible crystal fragments increased, but decreased at a higher temperature of 200 °C. When the Ge₂Sb₂Te₅ film was cooled down to room temperature (RT) from 200 °C, the crystal fragments divided into crystal grains due to the absence of heating energy. The Raman spectra at different temperature further verified the structure evolution of the Ge₂Sb₂Te₅ film with temperature. This work is of significance for the preparation of Ge₂Sb₂Te₅ films and the erasing of data.     

大面积α-Fe2O3纳米线及纳米带阵列的制备研究

以铁箔为原材料和基片,通过控制热氧化过程中的宏观实验条件(载气流量及其组分、压强、温度分布和反应时间等),实现了α-Fe₂O₃一维纳米结构的可控生长,获得了大面积(10mm×10mm)、单分散性好、沿［110］方向生长的α-Fe₂O₃纳米带或纳米线阵列. 对不同宏观实验条件下所制备的样品进行形貌和晶格结构表征和分析,认为热氧化过程中α-Fe₂O₃一维纳米结构的生长遵循类似气- 关键词： 2O₃')" href="#">α-Fe₂O₃ 一维纳米结构 热氧化法     

Experimental and theoretical study of silicon-doped Sb2Te3 thin films: Structure and phase stability

The influence of Si in Sb₂Te₃ on structure and phase stability was studied by experiments and ab initio calculations. With the increase of Si content in Sb₂Te₃ samples, the crystallization temperature increases and the crystalline grain size decreases. The incorporation of Si atoms into Sb₂Te₃ lattice is energetically unfavorable and hence Si atoms most probably accumulated in the boundaries of Sb₂Te₃ grains.     

Crystallization of Ge2Sb2Te5 phase—change optical disk media

In this paper, the crystallization behaviour of amorphous Ge₂Sb₂Te₅ thin films is investigated using differential scanning calorimetry), x-ray diffraction and optical transmissivity measurements. It is indicated that only the amorphous phase to face-centred-cubic phase transformation occurs during laser annealing of the normal phase-change structure, which is a benefit for raising the phase-change optical disk's carrier-to-noise ratio (CNR). For amorphous Ge₂Sb₂Te₅ thin films, the crystallization temperature is about 200℃ and the melting temperature is 546.87℃. The activation energy for the crystallization, E_a, is 2.25eV. The crystallization dynamics for Ge₂Sb₂Te₅ thin films obeys the law of nucleation and growth reaction. The sputtered Ge₂Sb₂Te₅ films were initialized by an initializer unit. The initialization conditions have a great effect on the reflectivity contrast of the Ge₂Sb₂Te₅ phase-change optical disk.     

Structural study on the crystallization behavior of Sb3Te2 alloy for phase change memory

The atomic crystal structure of the Sb₃Te₂ binary alloy has been investigated with high‐resolution transmission electron microscopy (HR‐TEM) and fast Fourier transform patterns. As a result, there is inconsistency between the previous theoretical model and the experimental result. But, from the calculations of lattice parameters and the number of layers in the unit cell, it is found that the Sb₃Te₂ alloy can be crystallized into the Sb₂Te structure with P m1 space group and the difference between stacking sequences of the Sb₃Te₂ and the Sb₂Te structures has been discussed with the proposed atomic arrangement model of unit cells. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)