射频辅助N掺杂ZnO薄膜的生长及其光电特性

在MOCVD设备中采用改进的射频辅助生长装置,通过裂解N2及N-Al共掺杂的方法进行ZnO的p型掺杂研究。通过二次离子质谱(SIMS)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、光致发光(PL)谱等方法分析了薄膜中N杂质的浓度,以及射频功率与晶体质量、表面形貌以及光学特性之间的关系,并与Al掺杂和N掺杂的ZnO薄膜进行对比。实验结果表明,N掺杂的浓度高达1020cm-3;N-Al共掺杂极大地增加了ZnO的成核速率,其主要原因是N离化所起的作用;N-Al共掺的ZnO薄膜显示出p型性质,而N掺杂的ZnO薄膜由于N原子处于非激活状态而呈现高阻,这说明N-Al共掺杂对ZnO中N原子的活化起到一定作用。     

Mg3MNi2(M=Al,Ti)的晶体结构与电子性能原子模拟研究

利用元素取代Mg2 Ni合金的部分Mg后得到Mg3 MNi2 (M=Al,Ti)合金.计算得到的Mg2 Ni和Mg3 MNi2 (M=Al,Ti)的晶格常数和实验一致,研究了Mg3 MNi2 (M=Al,Ti)的电子性能和储氢性能的关系,结果表明:Mg2 Ni合金中Al和Ti部分取代Mg形成新的合金Mg3 MNi2 (M=Al,Ti)后,Mg和Al、Ti之间形成共价键.从晶体结构特征和电子性能等方面分析预测了Mg3 MNi2 (M=Al,Ti)合金比Mg2Ni合金具有较低的吸、放氢温度.     

与Al发生扩散反应的非晶(Fe0.99Mo0.01)78Si9B13晶化

 高压下与Al发生扩散反应的非晶(Fe_0.99Mo_0.01)₇₈Si₉B₁₃（FMSB）的晶化产物与纯FMSB的不同。与Al反应的FMSB非晶在3.0~5.0 GPa、780~900 K热处理时,晶化为α-Fe(Al)和次亚稳非晶合金;在这一压力范围以外,720~900 K热处理时,晶化为α-Fe(Si)、Fe₃B或Fe₂B。与Al发生反应的FMSB非晶可能通过与Al的扩散反应在Al/FMSB界面开始晶化。压力和温度对晶化过程的影响主要是由于α-Fe固溶体的Gibbs自由能随压力、温度和Al含量的变化。     

Mg3MNi2 (M=A1, Ti) 的晶体结构与电子性能原子模拟研究

利用元素取代Mg2Ni合金的部分Mg后得到Mg3MNi2(M=Al,Ti)合金。计算得到的Mg2Ni和Mg3MNi2(M=Al,Ti)的晶格常数和实验一致,研究了Mg3MNi2(M=A1,Ti)的电子性能和储氢性能的关系,结果表明：Mg2Ni合金中Al和Ti部分取代Mg形成新的合金Mg3MNi2(M=A1,Ti)后,Mg和Al、Ti之间形成共价键。从晶体结构特征和电子性能等方面分析预测了Mg3MNi2 (M=A1,Ti) 合金比Mg2Ni合金具有较低的吸、放氢温度。     

Ti,Cu和Zn掺杂AlN纳米片电磁性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的全势线性缀加平面波法(FP-LAPW)研究了过渡金属Ti,Cu,Zn掺杂Al N纳米片的电子结构、磁性和稳定性.结果表明,Ti,Cu,Zn单掺杂均表现出半金属铁磁性,磁性主要是由于杂质原子的3d态与近邻N原子的2p态的轨道杂化.形成能的计算结果表明Ti掺杂Al N体系相对Cu和Zn掺杂结构更稳定.因此,相比于Cu和Zn,Ti掺杂Al N纳米片更适合用来制作稀磁半导体.     

高压高温下B2O3与Mg和Li3N的反应

 通过B₂O₃与Mg和Li₃N分别在不同温度压力条件下的反应，用X射线方法研究了生成物的物相。当采用Mg与B₂O₃为原料时，其产物是Mg₃B₂O₆；用Li₃N与B₂O₃反应时，产物中除了Li₃BO₃，还有立方氮化硼（cBN）生成。这表明，当原料中含有相同数量B₂O₃时，用Mg和Li₃N分别作触媒合成立方氮化硼，将得到不同的结果。     

Low specific contact resistance on epitaxial p-type 4H-SiC with a step-bunching surface

This paper reports the performances of Ti/Al based ohmic contacts fabricated on highly doped p-type 4H-Si C epitaxial layer which has a severe step-bunching surface. Different contact schemes are investigated based on the Al:Ti composition with no more than 50 at.% Al. The specific contact resistance(SCR) is obtained to be as low as 2.6 × 10-6?·cm2for the bilayered Ti(100 nm)/Al(100 nm) contact treated with 3 min rapid thermal annealing(RTA) at 1000℃. The microstructure analyses examined by physical and chemical characterization techniques reveal an alloy-assisted ohmic contact formation mechanism, i.e., a high degree of alloying plays a decisive role in forming the interfacial ternary Ti3SiC2dominating the ohmic behavior of the Ti/Al based contact. Furthermore, a globally covered Ti3SiC2layer with(0001)-oriented texture can be formed, regardless of the surface step bunching as well as its structural evolution during the metallization annealing.     

生物油轻质馏分加氢试验研究

本文基于分子蒸馏设备对流化床快速热解试验装置所产生物油进行预分离,得到的轻质馏分在固定床加氢微反应装置上进行Ru/γ-Al2O3催化的加氢精制研究,分析了反应温度(60～140℃)、氢气压力(常压～3MPa)和进料速率(1.5～4.5ml/h)对反应产物组分分布的影响规律.研究结果表明,通过加氢精制后,生物油轻质馏分中不饱合化合物在大于120℃的反应条件下得到完全转化;醇类化合物的种类有所增多.     

Tm-SO_4~(2-)/TiO_2的催化酯化性能及XRD和IR表征

制备了固体超强酸催化剂 Tm- SO2 -4 / Ti O2 ,用于柠檬酸与正丁醇的酯化反应。考察焙烧温度对 Tm-SO2 -4 / Ti O2 催化酯化性能的影响及其在酯化反应中的稳定性 ,用 XRD与 IR研究其结构与性能的关系。结果表明 ,焙烧温度为 60 0℃条件下制得的催化剂 ,其催化选择性达 99.2 % ;锐钛矿 Ti O2 (A)晶相的形成与完善是提高催化选择性的关键因素。催化剂 Tm- SO2 -4 / Ti O2 具有良好的稳定性 ,重复使用 5次后反应的转化率仍高达 93.1% ;负载 Tm能显著降低催化剂表面的积碳量 ,且有效抑制 SO2 -4 的流失     

用于TES测辐射热计的Al/Ti双层薄膜制备及其超导特性研究

本文报道了用于超导TES(Transition Edge Sensor)测辐射热计的Al/Ti双层薄膜制备及其超导特性研究.通过分析Al薄膜表面粗糙度和室温电阻率在不同溅射功率和氩气压力下的变化关系,优化了Al薄膜的制备工艺.使用磁控溅射技术生长了一系列不同厚度的Al/Ti双层薄膜,在氦三制冷机中测量了双层膜的超导特性.测试结果表明,Al/Ti双层薄膜具有良好的超导相变特性,在10μA测试电流下,其相变宽度保持在3mK~6mK范围内,在超导临界温度下电阻对温度的灵敏度参量α在300左右;由于超导邻近效应(Proximity effect),双层薄膜的临界温度可以通过控制Ti薄膜的厚度实现在470mK~800mK温区内的调节.Al/Ti双层薄膜的这些性能满足了制备超导TES测辐射热计的需要.     

某些稀土氧化物的高温高压合成及其结构稳定性研究

 首次用高压高温方法，在3.2~4.0 GPa，1 000~1 300 ℃下，对CeO₂-R₂O₃（R=Eu，Gd），CeO₂-Tb₄O₁₁，Pr₆O₁₁-Tb₄O₇稀土氧化物进行合成实验，得到具有F型结构的CeEuO_3.5，CeGdO_3.5，CeTbO_3.5；B型结构的CeEuO₃，CeGdO₃，CeTbO₃，PrTbO₃和P型结构的PrTbO₃。PrTbO₃是迄今自然界尚未发现，文献未见报导过的新物质。对上面的产物和NdYbO₃、PrTmO₃，利用高、低温X射线衍射实验，检测了其结构的稳定性，结果指出：从300 ℃直到1 000 ℃，发生由B型CeRO_x向F型CeRO_x（R=Eu，Gd，Tb）、B型PrTbO₃向C型PrTbO₃的结构转变。F型CeRO_x属于氧缺位萤石型结构。     

氧化硅（Si3N4）—稀土氧化物陶瓷的超高压烧结研究

 在5~7 GPa，600~1 800 ℃的压力-温度范围内对组份为氧化硅-稀土氧化物微粉混合物（3α-Si₃N₄+0.5La₂O₃+0.5Pr₆O₁₁（mol.%））的烧结产物进行了研究。所得结果表明其成相规律与Sialon体系在高温高压下烧结时不同。在直到5 GPa的高压下，α-Si₃N₄表现出相当高的稳定性，并不转变成β相。当烧结温度低于1 600 ℃时，烧结体仍然由以α-Si₃N₄为基础的固溶体及稀土氧化物组成，而后者则表现出一系列相变化。当压力超过6 GPa、温度高于1 600 ℃时，物料烧结成一个新的单相高压结构ReSi₃O₂N₄。其衍射数据可以用一个正交点阵来拟合。其晶格参数为：a=1.298 3 nm，b=0.814 0 nm，c=0.428 5 nm。     

Eu3+离子掺杂钛酸盐纳米管的直接水热合成与发光性能

 采用纳米管制备和离子掺杂同步进行的直接水热合成方法，合成了纯钛酸盐纳米管（TNT）和Eu³⁺离子掺杂的纳米管（TNT-Eu）；并利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、光致发光谱仪研究了纳米管的形貌特征、物相组成、热稳定性和发光性能。结果显示：这种方法简便易行、稳定性好、产率高。钛酸盐纳米管物相可近似表示为(H,Na)₂Ti₃O₇或(H,Na)₂(Ti,Eu)₃O₇。高温处理对钛酸盐纳米管的结构产生很大的影响，450 ℃下纳米管的层状结构被破坏，晶体结构转化为锐钛矿型的TiO₂。TNT-Eu样品的发光性能较强，出现的393.5 nm、593 nm、614 nm的谱带归属于⁵D₀-⁷F₁和⁵D₀-⁷F₂电子的跃迁。     

高温高压合成电子型掺杂层状钙钛矿结构锰氧化物La2-2xCa1+2xMn2O7

 用高温高压法、在1 260 ℃和5.0 GPa条件下,成功制备出电子型掺杂层状钙钛矿结构锰氧化物La_2-2xCa_1+2xMn₂O₇（x=1.0～0.8）系列样品。样品的粉末X射线衍射实验和Rietveld精修结构分析表明,所制样品具有Sr₃Ti₂O₇型四方结构,空间群为I4/mmm。随着电子浓度的增加,MnO₆八面体畸变程度增大,晶胞体积增加。同时样品的磁化强度随La的掺入、x的增加而增强,反铁磁有序温度T_N提高。由于双交换作用减小,样品的电阻增加。在测量温度范围内,没有观测到磁电阻效应。     

冷压与热压处理对YBa2Cu3O7-δ的结构相变和超导电性的影响

 本文研究了冷压（2.2~5.2 GPa）与热压（2.2 GPa,2.50~950 ℃）对YBa₂Cu₃O_7-δ的正交→四方相转变区和超导电性的影响。冷压保持其正交结构,但破坏了超导性,在98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再在空气中烧结,可恢复液氮温区的零电阻状态。以Cu锅密封样品,热压处理至950 ℃,不发生Cu的析出。热压处理后,98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再经通氧烧结,于86 K出现零电阻。热压处理过程,从450~950 ℃为正交→四方转变区。950 ℃为转变结束温度,大大高于氧气、空气、氮气、真空状态的温度。400 ℃附近为起始转变温度,低于氮气、氧气气氛的温度。因此相变区加宽。T_0-t结束温度升高,与Cu锅的抑制还原作用有密切关系。如降低高压淬火速率（<<10² ℃/s）,或随后辅以氧气氛中的后处理,将有利于获得既有高密度又有高T_c的YBa₂Cu₃O_7-δ超导体。     

高温高压条件下三氧化二硼相变过程的研究

 详细考察了三氧化二硼在高温高压条件下的相变过程。研究结果表明，在高温高压条件下，三氧化二硼经历了从立方晶系向六方晶系、正交晶系和非晶相的相变。文中还比较详细地讨论了高温、高压两种因素对结构相变的影响，以及静高压熔态淬火方法在非晶态材料制备方面所具有的独到之处。     

镁橄榄石和顽辉石的高温高压合成

 用国产六面顶压机,在温度为1 000～1 500 ℃和压力为2～5 GPa的高温高压条件下,对氧化镁（MgO）和二氧化硅（SiO₂）混合粉末样品进行了处理。通过对所得产物的观察与X射线衍射分析结果表明,在较宽的压力范围内,可以得到镁橄榄石（Mg₂SiO₄）单晶体和顽辉石（MgSiO₃）单晶体。讨论了地幔物质镁橄榄石（Mg₂SiO₄）和顽辉石（MgSiO₃）的生成条件、生长特性及相变关系。     

高压热处理石墨-六角氮化硼微晶混合物的结果分析

 为了进一步研究用球磨法制备B-C-N物质的规律性,在4.5~5.8 GPa压力、800~1 300 ℃温度条件下,对用球磨法获得的石墨-六角氮化硼微晶混合物进行高压热处理。热处理后产物的XRD、XPS及FT-IR测试表明：在4.5 GPa、800 ℃时,样品中出现部分hBN晶化现象,但石墨仍然保持微晶状态;当温度升到1 300 ℃时,样品中不仅存在晶化的hBN,而且出现一种类石墨结构的B-C-N三元化合物。与相关研究资料对比后认为：这一新化合物近似于BC₃N。压力增加到5.8 GPa而温度保持1 300 ℃时,结果变化不大。     

高温高压合成CeTbO3+δ的XPS研究

 经过高温高压合成的CeTbO_3+δ进行了XPS研究，发现在1.0 GPa下，Tb⁴⁺在~600 ℃开始转变成Tb³⁺，而Ce⁴⁺在~800 ℃开始向Ce³⁺转变。在1 000~1 200 ℃形成单相萤石结构化合物CeTbO_3+δ的Ce是以Ce³⁺、Ce⁴⁺混合价形式存在，Tb全部变成Tb³⁺。实验表明，用Ce_3d谱上~888 eV峰的峰位及其与882 eV峰的相对强度变化可以定性判断化合物中是否含有Ce³⁺。研究了高温高压合成的CeTbO_3+δ的稳定性随时间的变化问题。     

静高压下Al-Mn准晶形成及其结构稳定性的研究

 静高压（4.5 GPa）下Al₆Mn合金熔态淬火（冷却速度约为10² ℃/s），得到Al₆Mn合金的高压淬火样品。X射线分析表明：Al₆Mn合金的高压淬火样品中含有准晶二十面体相、Al₆Mn相及Al的面心立方相；与常压结果相比，高压淬火方法的冷却速率可比常压的低约3个数量级的条件下产生准晶二十面体相。其晶化温度与急冷甩带的相近。对静高压（2.5 GPa）下Al₆Mn准晶条带样品的晶化过程进行了研究。X射线分析表明：静高压下Al₆Mn准晶条带样品的晶化过程中，出现了一种新的未知亚稳相——准晶向晶体转化中的一种中间过渡态，具有类T相形式；与常压结果比较，高压下准晶相晶化温度提高。