若干低维材料的拉曼光谱学研究*——2004年度国家自然科学二等奖获奖项目介绍

文章扼要介绍了2004年国家自然科学二等奖获奖项目：《若干低维材料的拉曼光谱学研究》1).用拉曼光谱研究低维纳米材料,必须对传统拉曼光谱学进行改造,创建新的“低维拉曼光谱学”.该项目通过若干低维材料的研究,为创建低维拉曼光谱学作出了系统的创新性贡献,如最先鉴认出典型低维材料的拉曼指纹谱,发现拉曼光谱的两个基本特征出现“反常”,但证明拉曼散射基本原理在低维体系中依然成立.通过低维拉曼光谱和光发射谱的应用研究,发现了材料的许多新奇物性,如发现超晶格和碳纳米管是类缺陷结构,和极性半导体纳米晶材料具有非晶特性,并提出了多孔硅的“量子限制电化学”形成和“多源量子阱”光发射模型,促进了低维材料和半导体器件的制备.     

超快速激光光谱学技术在晶态半导体低维材料中的应用

本文结合作者近年来的工作，评述了用超快速激光光谱学技术对晶态半导体低维材料研究的进展，分别讨论了用超快光谱研究晶态半导体低维材料中载流子各种非平衡过程的优势和原理，提出了需要进一步探讨的方面。     

低维光电材料缺陷与界面增强拉曼散射

近年来,一系列新型低维光电材料相继涌现,展现出优异的性能.这些光电材料与表面增强拉曼散射(SERS)技术相结合,显示出巨大的应用潜力,有望成为高灵敏SERS活性基底.缺陷与界面调控是低维光电材料SERS应用的重要策略,本文将重点介绍新型低维光电材料缺陷与界面增强拉曼散射的种类和增强机理.通过对缺陷与界面增强拉曼散射的应...     

中国物理学家对世界拉曼光谱学发展的贡献与低维材料的拉曼光谱学研究——谨以此文献给黄昆先生八秩华诞

第一部分　中国对世界拉曼光谱学发展的贡献(一 )中国物理学家对世界拉曼光谱学的发展作出了历史性的贡献讨论中国物理学家对世界拉曼光谱学发展的贡献 ,首先应该提到黄昆先生于 1 954年在北大最终完成后、在英国出版的与玻恩全著的名著“晶格动力学理论”[1 ] 。它已成为声子物理和拉曼散射的经典理论著作。该书曾多次再版 ,直至 1 978年出版社才宣布该书不再出版发行 ;但此后不久 ,又因著名光散射专家 J.L.Birman教授的建议 ,出版社又重新排版于1 985年再次印刷发行该书。1 962年在莫斯科召开的国际半导体物理大会上 ,一个外国教授对黄…     

一维纳米材料的拉曼光谱学研究

本文将报告对硅纳米线、多孔硅、Si C纳米棒和碳纳米管等一维纳米体系的本征拉曼光谱及其特征的研究结果 ,并讨论拉曼光谱在上述材料的几何和物理特性研究中的应用。     

新型的氧化物磁制冷工质与隧道磁电阻材料--2004年度国家自然科学二等奖获奖项目介绍

文章介绍了2004年度国家自然科学二等奖获奖成果[21].类钙钛矿型材料是一类物理内涵极其丰富的化合物,它是著名的高温超导材料、铁电材料、压电材料,又是庞磁电阻效应材料,目前又显示出具有大磁熵变效应与隧道磁电阻效应.文章作者系统地研究了锰钙钛矿磁性化合物的磁熵变与组成、微结构以及颗粒尺寸的关系,研究结果表明,磁性钙钛矿化合物具有显著的磁熵变,居里温度易调,并且化学稳定性佳,从而成为一类新型的磁制冷工质候选材料.此外,文章作者还研究了钙钛矿化合物纳米颗粒体系的磁电阻效应,发现除人们发现的居里温度附近的本征的庞磁电阻效应外,在很宽的低温区,存在与温度不甚敏感的隧道磁电阻效应.     

低维材料与光电子学的发展

光电子学的发展要求制作分子级的功能元器件，然而尺度为纳米级的材料会呈现新的光电特性，因此从理论上的实验上研究低维材料的性能和制备以及功能器件的结构具有重要的意义．     

拉曼光谱在二维材料研究上的应用

新时代研究型大学要求我们在本科教学中做到基础教学与创新性研究相统一,拉曼散射实验作为近代物理学经典实验之一,在前沿科学研究中有着广泛的应用。二维材料是近年来凝聚态物理与材料科学研究的前沿交叉领域,本文介绍了拉曼光谱技术的基础原理,并系统地概述了拉曼光谱技术在二维材料的结构相变、厚度与成分表征的应用。希望以拉曼光谱在二维材料的表征应用为范例,在大学本科生的创新性实验中引入新的教学内容与实验方法,让学生们了解拉曼散射的应用前沿,激发学生的研究兴趣,提升学生的创新能力,为大学的创新实验与近代物理实验提供新思路。     

拉曼光谱在二维材料微观结构表征中的研究进展

二维材料由于其出色的电子、光学和热学特性而成为近年来的研究热点.随着二维材料研究深入,迫切需要一种能对二维材料结构和性能进行准确表征的技术.拉曼光谱作为一种快速,方便且无损的表征技术,在低维材料结构表征方面具有独特的优势.本文主要综述拉曼光谱在二维材料微观结构表征中的研究进展.通过对二维材料典型拉曼特征峰分析,讨论了拉...     

低维材料的热导率

一根导热棒 ,如果在它的两端存在温差 ,便会有热量从高温端流向低温端 .这种能量在固体中的传输 ,不是沿着棒按照直线路径完成的 ;其间 ,导热声子将遭遇到频繁的碰撞 ,从而产生热阻 .表征材料导热性能的物理量是热导率κ[单位是W /(m·K) ],而传输的热流密度 jQ(W /m2 )与温度梯度成正比 ,即 jQ=-κdT/dX .如果声子在传输过程中不经历散射 ,则不论导热棒多长 ,jQ 将不依赖于温度梯度 ,而仅仅取决于两端的温差 .引入声子平均自由程l ,经典理论给出 ,κ =(1/3)Cvl,其中C是单位体积材料的热容 ,v是声子的平均速度 .在低温下 ,对于无杂质缺…     

低维半导体材料应变分布

在各向同性弹性理论的假设下，探讨了理想简单化的二维、一维与零维半导体材料量子阱、量子线与量子点的应力和应变分布规律，并讨论了它们应力、应变与应变能密度分布之间的差异.结果有助于定性理解更复杂形状结构的低维半导体材料的应力、应变及应变能分布. 关键词： 低维材料 应变分布 量子阱 量子线 量子点     

有机自组装低维圆偏振发光材料的研究进展

具有圆偏振发光(CPL)性质的材料由于在3D显示、光学存储以及光学防伪等领域的重要应用,近年来越来越受到研究人员的关注.超分子策略能够将不同类型的分子组装成具有独特功能的低维(零维、一维和二维等)结构,因而成为构筑CPL活性有机低维材料的最有效方法之一.本文从超分子自组装驱动力的角度综述了近几年自组装CPL活性有机低维...     

Introduction to Terahertz Raman spectroscopy

This work, intended for advanced undergraduate students, explains the basic concepts and an actual scientific use of Terahertz Raman spectroscopy, displaying some of the benefits of this versatile technique for structural analysis of molecules building up materials since this technique has been increasingly used for molecular characterization in chemistry. A good didactic example of the experimentally applied temperature dependence of molecular vibrations according to the Boltzmann distribution is the ratio of anti-Stokes to Stokes Raman peak intensity used to calculate the temperature of a nylon 6,6 sample. The comparison of the temperature of nylon 6,6 calculated from the experimentally determined anti-Stokes to Stokes peak intensity ratio in the Terahertz region with the temperature set with the help of a heating-freezing stage is discussed. The limitations of Terahertz Raman spectroscopy are also part of this fundamental discussion.     

一维纳米材料的本征拉曼谱和‘反常’的拉曼光谱特征

本文将报告对几个典型的一维纳米材料的本征拉曼光谱的鉴认和应用 ,以及对它们的‘反常’拉曼特征及其起源和本质的研究结果     

Different angle-resolved polarization configurations of Raman spectroscopy: A case on the basal and edge plane of two-dimensional materials

Angle-resolved polarized Raman(ARPR) spectroscopy can be utilized to assign the Raman modes based on crystal symmetry and Raman selection rules and also to characterize the crystallographic orientation of anisotropic materials.However, polarized Raman measurements can be implemented by several different configurations and thus lead to different results. In this work, we systematically analyze three typical polarization configurations: 1) to change the polarization of the incident laser, 2) to rotate the sample, and 3) to set a half-wave plate in the common optical path of incident laser and scattered Raman signal to simultaneously vary their polarization directions. We provide a general approach of polarization analysis on the Raman intensity under the three polarization configurations and demonstrate that the latter two cases are equivalent to each other. Because the basal plane of highly ordered pyrolytic graphite(HOPG) exhibits isotropic feature and its edge plane is highly anisotropic, HOPG can be treated as a modelling system to study ARPR spectroscopy of twodimensional materials on their basal and edge planes. Therefore, we verify the ARPR behaviors of HOPG on its basal and edge planes at three different polarization configurations. The orientation direction of HOPG edge plane can be accurately determined by the angle-resolved polarization-dependent G mode intensity without rotating sample, which shows potential application for orientation determination of other anisotropic and vertically standing two-dimensional materials and other materials.     

Vibrational spectroscopy of selective dental restorative materials

Recently, significant advancement has occurred in vibrational (Fourier transform infrared [FTIR] and Raman) spectroscopy associated with dental materials. FTIR and Raman spectroscopies have emerged as significant breakthrough techniques and offer exciting new possibilities in the area of dental materials. These techniques have been used to obtain chemical images of formulations and allow researchers to find out the in situ structure of materials. This review summarizes the information obtained from these two techniques and their application in dental material sciences. The presented database of vibrational spectroscopy facilitated the appropriate identification of frequently used dental materials ranging from filling, obturating, adhesive, lining/luting materials, and prosthodontics materials. Spectral peaks that are related to these materials are discussed in detail, which provided crucial data in understanding the chemical structural properties. The application of vibrational spectroscopy allowed for a quick differential identification of typical dental materials composed of organic and inorganic compounds. From our study as well as the literature reviewed, it appeared that investigators uniformly confirmed the benefits of vibrational spectroscopy concerning identification of chemical functional groups of different chemical compositions. The diagnostic and prognostic tools based on these technologies have the potential to revolutionize our concepts leading to improve materials sciences and clinical application.