MgB2超导薄膜的变温拉曼光谱研究

MgB₂作为迄今为止超导转变温度最高的合金超导体,由于其具有结构简单、相干长度长、晶界间不存在弱连接、上临界场很高、电-声散射时间短等特点,MgB₂超导薄膜在电子学领域有着广阔的的应用前景。拉曼光谱是研究电-声子相互作用和超导能带的一种有效方法,且已广泛用于分析MgB₂材料的电子、声子特征以及超导体能带结构,研究表明,样品质量、晶粒尺寸以及测试条件对MgB₂拉曼峰的峰位和峰形影响很大,其中拉曼光谱随温度的变化也是一个研究重点,但目前关于MgB₂变温拉曼光谱的研究,测试的温度范围相对较小,局限在83 K到室温区域或是转变温度附近。研究了大范围温度区间内MgB₂薄膜的拉曼光谱变化,采用混合物理化学沉积法在(0001)SiC衬底上制备了MgB₂多晶薄膜,薄膜的晶粒尺寸约为300 nm,超导转变温度为39.3 K,对其在10～293 K之间的拉曼光谱进行了测试,测量的波数范围为20～1 200 cm-1。变温拉曼光谱的测试结果显示,在高频620 cm-1附近以及低频80和110 cm-1附近存在MgB₂的拉曼峰。经分析,低频区域出现的两个拉曼峰的频率与超导能隙宽度相对应,表明MgB₂的双能隙特性。考虑到MgB₂中四种声子模式的拉曼活性,高频620 cm-1附近的拉曼峰应是由E_2g振动模所贡献的,且随着测试温度的降低,该拉曼峰的峰位未发生明显的偏移,但半高宽显著变小,从293 K时的380.7 cm-1减小到10 K时的155 .7 cm-1,分析表明E_2g声子与电子系统的非线性耦合所引起的非简谐效应可能是拉曼峰半高宽线性变小的主要原因。     

磷酸钠结构的高温拉曼光谱研究

用高温拉曼光谱仪测定了固态和熔融态磷酸钠(Na3PO4)晶体的光谱,分析了磷酸钠晶体的结构及其随温度的变化。通过对从常温谱到高温谱的解析,得出主峰波数随温度的变化及主峰半高宽的变化,可以观察到在600 K附近及1773 K有两个相变产生。此外,磷酸钠晶体的相关高温DSC检测分析,也和拉曼谱中发现的两个相变符合。量子化学理论计算同时对该体系的P-O键振动和平均键长进行了模拟,随着键长的增加,对应的振动频率会降低。还确认了磷酸钠Raman光谱中各个峰的归属,938 cm-1波数处的峰属于(PO4)3-中P-O键的对称伸缩振动,是Na3PO4的特征峰,425及580 cm-1处峰属于磷氧四面体的弯曲振动。     

弛豫型铁电单晶0.67Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.33PbTiO_3的拉曼散射研究

本文采用拉曼散射技术在温度从374到-196℃的范围内,研究了弛豫型铁电单晶0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3(PMNT)。观察了在不同温度下拉曼光谱的变化,经分析这些变化反映了该晶体经历了两个相变:第一个相变温度发生在120℃,从顺电立方相到铁电四方相的相变,780 cm-1处模式在VH偏振下的改变标志了这一相变;第二个相变温度发生在34℃,是从铁电四方相到铁电三方相的相变,软模的出现代表了这一相变。     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3(0≤x≤0.15)陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小(x＜0.1)时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO3掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相变温度明显下降,其相变峰的半高宽D和临界指数γ,随 x 的增加而增加.样品损耗ε″r(复介电常数虚部)随温度T的变化表明低温时弛豫极化损耗起主要作用,高温时漏导损耗起主要作用.同时介电常数实部ε′r随频率的变化显示(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3弛豫为德拜弛豫.     

BiFeO_3高压拉曼光谱研究

BiFeO_3是少数在室温下同时具有铁电有序和铁磁有序的多铁材料之一。BiFeO_3在室温下呈扭曲的三方钙钛矿结构,满足R3c空间群。通过六面顶大压机在高温高压下合成纯的BiFeO_3粉晶,并结合高压拉曼光谱测试技术,得到了0~44GPa压强下BiFeO_3的拉曼光谱。结果表明:随着压强的增加,低波数的拉曼峰逐渐向高波数迁移并展宽,位于145、177和231cm-1的拉曼峰强度逐渐减弱。第一次相变发生在5GPa左右,位于145cm-1左右的拉曼峰消失,与此同时在217cm-1左右出现新的拉曼峰。当压强增加到11GPa时,明显观察到位于340cm-1左右的拉曼峰出现,而低波数(200cm-1)的拉曼峰则全部消失,标志BiFeO_3发生第二次相变,转为正交晶系的Pnma结构。压强增加到38GPa时,BiFeO_3发生第三次相变,位于340cm-1左右的拉曼峰消失,谱线上不存在明显的拉曼峰,BiFeO_3可能由正交晶系的Pnma结构转变为Pnmm结构或高对称的立方晶系结构。     

方解石高温相变实验研究

作为常见碳酸盐矿物，方解石形成于多种地质环境，在地球上广泛分布，在地球深部随着温度压力的改变可转变为不同的相态，其在不同的温压条件下的物理化学性质对于研究地球深部碳循环可具有一定的指示意义。由于方解石在1 164 K附近发生分解，目前关于方解石在高温下的相变研究还相对较少，尤其是CaCO₃-Ⅰ到CaCO₃-Ⅳ的相变，需要更多的实验数据加以佐证。在通CO₂气氛条件下，采用高温Raman(298～1 323 K)和高温XRD(298～1 223 K)实验技术对方解石在不同温度条件下的行为进行了研究。高温Raman实验发现：随着温度的升高，拉曼峰逐渐向低频率方向移动，峰的半高宽随之增加，峰强基本呈现逐渐降低的趋势；随着温度的升高，276 cm^-1峰向低频方向移动，当温度升高至973 K时，该峰频率出现反常行为，移向高频265 cm^-1,在1 023～1 223 K范围内频率基本保持在265 cm^-1不变，温度升高至1 248 K时，再次移向高频266 cm     

化学计量比LiNbO3晶体的激光显微拉曼光谱研究

对用助熔剂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体进行了激光显微拉曼光谱测试分析,与同成分LiNbO3晶体相比较,A1(TO)与E(TO)模的谱线数目、频率基本不变,验证了LiNbO3晶体属置换式固溶体的结论.738cm-1处拉曼振动峰（A1(LO)模）的相对强度随晶体中Li2O含量的增加发生了明显的变化,在两种掺杂晶体中,此振动峰已经消失.根据Li空位模型,从占位和结构上进行了分析讨论.在152和872cm-1处拉曼振动峰半高宽随晶体中Li/Nb的增大而变窄,对二者关系进行了线性拟合,利用拟合公式可根据拉曼振动峰半高宽计算晶体中的Li/Nb值. 关键词： 化学计量比 拉曼光谱 线性拟合 半高宽     

PolyA,PolyU及双链复合物PolyA·PolyU的拉曼光谱研究

测试了PolyA,PolyU及其双链复合物Po1yA·PolyU的拉曼光谱,研究了双链形成前后的光谱变化.结果显示:(1)15℃下,在pH 7.0的0.14 mol.L-1 NaCl,1 mmol·L-1 Tris水溶液中,PolyU, PolyA,PolyA·PolyU分别以无规卷曲、A型单螺旋和A型双螺旋结构存在.后两种结构区别于前者的主 要光谱标志之一是有序结构在814 cm-1附近出现的拉曼峰.另一光谱标志则是1 100cm-1附近的谱峰半高宽的大小.PolyA,PolyA·PolyU在该处有着相同的半高宽,而PolyU在该处的谱峰则有明显的展宽.此外,还发现PolyA的有序程度不及PolyA·PolyU,这可以从(813±2)cm-1与1 100 cm-1的峰强比推知;(2)PolyU,PolyA形成双螺旋复合物之后,多聚核苷酸碱基-碱基堆积力大为增强,主链构象变得更为有序化,从而产生了明显的拉曼减色效应并伴随着相关谱带的频移.在这个过程中,PolyU链比PolyA链所产生的光谱变化更为显著.该研究表明,从这类实验结果中提取特征光谱标志有望实现基因芯片的拉曼光谱检测.     

InGaN/GaN多量子阱热退火的拉曼光谱和荧光光谱

通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaN／GaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaN／GaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半高宽也有微小变化。温度升高退火效果更明显。退火使量子阱内应力部分消除,同时In,Ga原子扩散出现相分离使拉曼谱表现出变化。在常温和低温下的光荧光谱表明,退火处理的量子阱发光主峰都出现了红移;而且低温退火出现红移,退火温度升高相对低温退火出现蓝移;同时在低温荧光光谱里看到经过退火处理后原发光峰中主峰旁边弱的峰消失了。讨论了退火对多量子阱光学性质的影响。     

高温高压下方解石相转变的拉曼光谱原位实验研究

用热液金刚石压腔装置结合拉曼光谱技术研究了高温高压下方解石的相变过程及拉曼光谱特征。结果表明:常温条件下,体系压力增至1 666和2 127 MPa时,方解石的拉曼特征峰155cm-1消失,1 087cm-1峰分裂为1 083和1 090cm-1两个谱峰、282cm-1峰突然降至231cm-1,证明其转变为方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ。在起始压力为2 761MPa和低于171℃的升温过程中,方解石-Ⅲ的拉曼散射的各个特征振动峰没有变化。当温度达到171℃,方解石晶体完全变成不透明状,其对称伸缩振动峰1 087cm-1、面内弯曲振动峰713cm-1和晶格振动峰155和282cm-1均发生突变,说明方解石-Ⅲ相变生成一种碳酸钙新相。体系降至常温,该新相一直保持稳定不变,表明高温高压下方解石向碳酸钙新相的转变过程是不可逆的。方解石-Ⅲ与碳酸钙新相之间的相变线方程为P(MPa)=9.09.T(℃)+1 880。碳酸钙新相的对称伸缩振动峰(ν1 087)随压力、温度的变化率分别为dν/dP=5.1(cm-1.GPa-1),dν/dT=-0.055 3(cm-1.℃-1)。     

常温及常压至1.2GPa条件下异辛烷的拉曼光谱研究

利用碳化硅压腔在室温(25℃)下,研究了异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)在常压至1.2GPa条件下的拉曼光谱特征。研究结果表明,异辛烷CH2和CH3的碳氢伸缩振动的拉曼位移随着压力的增大均呈线性向高频方向移动,其拉曼位移与压力的函数关系为:ν2 873=0.002 8P+2 873.3;ν2 905=0.004 8P+2 905.4;ν2 935=0.002 7P+2 935.0;ν2 960=0.012P+2 960.9。在1.0GPa附近,异辛烷的拉曼位移出现突变,与显微镜下观察发生的异辛烷液-固相变一致。结合异辛烷在常压下的熔点数据,获得了异辛烷的液-固两相相图,并根据克拉贝龙方程获得了液-固相转变过程中的摩尔体积变化量ΔVm=4.46×10-6 m3.mol-1和熵变ΔS=-30.32J.K-1.mol-1。     

化学计量比LiNbO_3晶体的激光显微拉曼光谱研究

对用助熔剂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体进行了激光显微拉曼光谱测试分析 ,与同成分LiNbO3晶体相比较 ,A1 (TO)与E(TO)模的谱线数目、频率基本不变 ,验证了LiNbO3晶体属置换式固溶体的结论 .738cm- 1 处拉曼振动峰 (A1 (LO)模 )的相对强度随晶体中Li2 O含量的增加发生了明显的变化 ,在两种掺杂晶体中 ,此振动峰已经消失 .根据Li空位模型 ,从占位和结构上进行了分析讨论 .在 15 2和 872cm- 1 处拉曼振动峰半高宽随晶体中Li Nb的增大而变窄 ,对二者关系进行了线性拟合 ,利用拟合公式可根据拉曼振动峰半高宽计算晶体中的Li Nb值 .     

Observation of a soft phonon in linear chain compound (NbSe4)3I by Raman scattering

The phase transition of the linear chain compound (NbSe₄)₃I was studied by Raman scattering. At 78 K three new peaks were observed at 73 cm^?1, 205 cm^?1 and 261 cm^?1. The totally symmetric Raman peak at 73 cm^?1 shows anomalous temperature dependence. The frequency decreases with increasing temperature, and at high temperatures an anticrossing occurs with another peak observed at about 58 cm^?1. The Raman intensity decreases and the linewidth broadens remarkably as the temperature increases. These properties allow us to assign this peak to a soft phonon. This fact indicates clearly the existence of a structural phase transition of a displacive type below room temperature.     

离子注入GaN的拉曼散射研究

研究了离子注入前后GaN的拉曼散射光谱,特别是其中几个在各种离子注入后都存在的拉曼散射峰,如298,362和661cm-1峰的性质,峰值强度随注入元素原子量、注入剂量和退火温度的变化关系.上述三个拉曼散射峰的强度都随注入元素原子量的增加而降低.当注入剂量增大时,362和661cm-1峰值强度减少,而298cm-1峰值强度却增大.随退火温度的升高,这三个拉曼散射峰的强度先增加后降低.对所观察到的实验现象和这三个峰的起源进行了分析和讨论. 关键词： GaN 离子注入 拉曼散射 局域振动     

Raman scattering study of delafossite magnetoelectric multiferroic compounds: CuFeO2 and CuCrO2

Ultrasonic velocity measurements on the magnetoelectric multiferroic compound CuFeO(2) reveal that the antiferromagnetic transition observed at T(N1) = 14 K might be induced by an R3m --> pseudoproper ferroelastic transition. In that case, the group theory states that the order parameter associated with the structural transition must belong to a two-dimensional irreducible representation E(g) (x(2) - y(2), xy). Since this type of transition can be driven by a Raman E(g) mode, we performed Raman scattering measurements on CuFeO(2) between 5 and 290 K. Considering that the isostructural multiferroic compound CuCrO(2) might show similar structural deformations at the antiferromagnetic transition T(N1) = 24.3 K, Raman measurements have also been performed for comparison. At ambient temperature, the Raman modes in CuFeO(2) are observed at ω(E(g)) = 352 cm(-1) and ω(A(1g)) = 692 cm(-1), while these modes are detected at ω(E(g)) = 457 cm(-1) and ω(A(1g)) = 709 cm(-1) in CuCrO(2). The analysis of the temperature dependence of the modes in both compounds shows that the frequencies of all modes increase with decreasing temperature. This typical behavior is attributed to anharmonic phonon-phonon interactions. These results clearly indicate that none of the Raman active modes observed in CuFeO(2) and CuCrO(2) drive the pseudoproper ferroelastic transitions observed at the Néel temperature T(N1). Finally, a broad band at about 550 cm(-1) observed in the magnetoelectric phase of CuCrO(2) below T(N2) could be associated with magnons.     

偏硼酸锂固体及其熔体结构的高温Raman光谱研究

本文对偏硼酸锂（ＬｉＢＯ２）从室温到１６７３Ｋ进行了Ｒａｍａｎ光谱测试,得到了其在不同温度下的Ｒａｍａｎ谱图。通过分析,阐述了常温下的链状ＢＯ３三角形结构在熔化后逐渐转变为六角环（Ｂ３Ｏ６）＾３－,即相变过程;以及在１２７３Ｋ后,由长链和六角环结构转化为ＣＲＮ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｒｕｌｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ,ＢＯ３单元组成的连续无规网络）的新的相平衡移动过程。通过各谱峰在相平衡移动过程中相     

297 K和0.13～1 GPa压力下菱镁矿的拉曼光谱实验研究

在T=297 K,130 MPa＜P＜967 MPa下用拉曼光谱对菱镁矿1 094 cm-1峰随压力变化关系进行了测量,结果表明随着压力增大,1 094 cm-1峰往高波数方向移动,其波峰位置与压力关系为：ν(cm-1)=0.007 44×P(MPa)+1 093.3。在T=297 K,130 MPa＜P＜967 MPa时,菱镁矿可用作地质压力计。压力与菱镁矿1 094 cm-1峰偏移量关系为：P(MPa)=125.8×(Δν_p)_{1 094}+124.7,(1 094 cm-1＜ν_p＜1 101 cm-1)。在实验的压力范围内未观察到菱镁矿的相变和有机物的生成。     

Nd_(0.9)Ca_(0.1)Ba_2Cu_3O_(6+x)(x=0～1)超导体系的Raman光谱研究

Ｎｄ０．９Ｃａ０．１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ６＋ｘ（ｘ＝０～１）超导体系的Ｒａｍａｎ光谱研究赵芸１罗培勋２左健２许存义２李晓光２（１安徽机电学院芜湖２４１０００）（２中国科学技术大学结构分析开放研究实验室合肥２３００２６）ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲａｍａｎＳｐｅ...