用高温光电子谱研究SrTiO3纳米微晶薄膜晶粒边界热力学平衡

用高温光电子谱和热重分析方法研究了SrTiO3纳米微晶材料表面.结果表明热力学平衡过程中各种离子在晶粒边界附近发生迁移和再分布以及晶格氧和气相氧间的相互转换,导致表面组分随着温度发生非常明显的变化.温度上升时体内的晶格氧离子向晶粒表面迁移,同时导致钛离子也向晶粒表面迁移并与表面的氧离子形成Ti-O团.温度下降时则发生相反过程,但后一过程比前一过程慢得多.提出一个初步的模型解释这一过程.     

纳米晶钛酸铅镧体系的软模及铁电相变研究

采用Raman散射方法系统研究了Pb_1-xLa_xTiO₃(PLT)的软模行为和铁电相变.结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Pb_0.86La_0.14TiO₃(PLT14)能从常温常压下的四方铁电相转化为立方顺电相;在高温常压及常温高压下纳米晶PLT14的相变温度和压力均比体材料情况下低;对于不同晶粒尺寸的PLT体系,系统从四方相转化为立方相的相边界随晶粒尺寸的减小移向更低的La离子浓度,还论述了软模随晶粒尺寸、温度、压力和La离子浓度的变化行为以及系统发生相变的机制.     

BaTiO3 /SrTiO3超晶格的激光分子束外延生长与二阶光学非线性研究

使用激光分子束外延 ,在SrTiO₃ ( 1 0 0 )单晶衬底上成功生长了一系列c轴取向的 ,具有原子量级控制精度的BaTiO₃/SrTiO₃超晶格 .利用晶格失配导致的薄膜表面台阶密度的周期性变化 ,讨论了反射式高能电子衍射 (RHEED)强度在BaTiO₃ 层和SrTiO₃ 层中的周期性调制 .系统研究了二阶非线性光学极化率同超晶格结构的关系 .实验测量和理论拟合结果表明 ,BaTiO₃ /SrTiO₃ 超晶格的二阶非线性光学极化率显著增强 ,其最大值比BaTi₃体单晶提高一个数量级以上 .从应力导致的晶格畸变和极化增强出发 ,讨论了二阶光学非线性增强的物理机制     

新概念下的Sn掺杂(La1-xSrx)2Cu1-xSnxO4超导体的MÖssbauer谱研究 *

对新概念指导下而设计的 (La_1-xSr_x)2Cu_1-xSn_xO₄超导体进行了¹¹⁹Sn M_Össbauer谱研究 .对不同掺杂量样品的系统研究表明 ,M_Össbauer谱实验结果进一步证实了Sn以Sn⁴⁺价态存在并占据Cu晶位 ,不存在占据La晶位的Sn^{2 +}离子 .Sn⁴⁺离子附近的局域晶格畸变较小 ,但是随Sn掺杂量有增加趋势 .在对La₂ CuO₄母体进行Sr和Sn同时掺杂所引入的载流子对超导电性的影响存在新的机制 .在新的额外氧机制下 ,讨论了Sn掺杂所导致的额外氧对超导电性的影响 .     

SrTiO_3陶瓷晶粒的壳-芯结构及晶格缺陷

用分析电子显微镜发现SrTiO₃晶粒中存在壳-芯结构。进一步研究表明,壳-芯结构是由Pb,Bi的分布不均所致。同时证实,壳-芯处的Pb,Bi分布不同会影响其性能。另外,高分辨晶格象揭示了SrTiO₃晶格中存在局部的八面体共棱现象,这种晶格缺陷在ABO₃型陶瓷结构中尚不多见。     

Y-TZP及Y-TZP/Al2O3陶瓷的微波加热及微波烧结特性

用矩形单模TE_10n(n=3,5)微波腔体成功地烧结得到了致密的Y-TZP陶瓷及Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷材料.材料的微波加热特性与其组分有关.Y-TZP含量高有利于提高样品的加热速率并降低加热所需时间.试样加热至600—800℃之后,需随时调整输入功率、短路活塞位置及可调偶合窗开启尺寸,以保持腔体谐振和最佳偶合状态,从而保持一定的升温速度和达到稳定的最终烧结温度.纯Y-TZP及含20Vol％Al₂O₃的Y-TZP/Al₂O₃陶瓷材料均可微波烧结至相对密度98％以上,而晶粒尺寸则分别不大于0.4和1.0μm.实验还发现,温度过高时,试样中心由于达到高于其表面的温度而发生过烧现象.     

高TcYBa2Cu3O7/PrBa2Cu3O7超晶格的微结构分析

利用高分辨透射电子显微镜对高T_c YBa₂Cu₃O₇/PrBa₂Cu₃O₇(以下简称为YBCO/PrBCO)超晶格的微结构进行了系统的观察分析,高分辨电子显微象(HREM)表明YBCO/PrBCO超晶格层与层之间具有清晰的衬度,没有界面互扩散,通过HREM象观察,发现衬底表面的原子台阶和缺陷使薄膜最初1—2个晶胞层中出现层错等缺陷,但这些缺陷并没有向薄膜内部扩展,当薄膜厚度超过几个晶胞层后,其结构趋于完整。另外,在HREM照片上还可看出YBCO/PrBCO超晶格的调制周期存在波动,波动范围相当于一个晶胞层厚度,实验结果表明,利用YBCO/PrBCO超晶格研究CuO₂面的二维超导电性时,临界温度T_c和临界电流密度J_c的变化不仅与二维CuO₂面的失耦程度有关,还会受到各种晶格缺陷的影响,对YBCO/PrBCO超晶格和超薄YBCO膜的输运特性进行理论解释时,必须考虑衬底和晶格缺陷造成的影响。     

C60-Ag薄膜高、低温粗糙表面的标度行为和粗糙化机理的实验研究

利用原子力显微镜和透射电子显微镜对沉积在NaCl衬底上的C₆₀-Ag复合薄膜的表面形貌和微结构进行了研究 .结果表明薄膜表面的粗糙度依赖于衬底的温度 ,当衬底温度从 - 80℃上升到 1 2 0℃ ,薄膜表面发生从粗糙→光滑→粗糙的变化过程 .由于高温和低温条件下 ,薄膜表面的粗糙化机理不同 .高低温的表面虽然具有类似的rms粗糙度 ,但却具有不同的分形标度行为 .同时探讨了标度行为、微结构和粗糙化机理之间的关系     

铋系高温超导体的低温相向高温相转变机理

研究低温相(2212相)向高温相(2223相)转变的固体反应对于制备纯高温相(T_c=110K)非常重要.本研究结果指出,从2212相(Bi₂Sr₂CaCu₂O₈)转变为2223相(Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀)有两种机理起作用. 第一种机理是2223相在Bi₂Sr₂CaCu₂O₈+CuO+Ca₂CuO₃母相中成核,然后进行生长,称为“成核机理”. 第二种机理涉及到晶粒内反应.它仅需将一层钙原子和一层CuO原子同时插入2212结构,即可形成2223结构.这是一个离子扩散过程,称为“扩散机理”. 研究使用高分辨电子显微镜在原子水平上发现了这一过程.     

铑{001}表面的表面态及其磁性 *

自旋极化光电子谱的实验表明位于铑{001}表面Brillouin区中K₁₁=0.65ΓX处的表面态(其束缚能为-0.30 eV)和位于M点的表面共振态(其束缚能为-0.6eV)在室温下具有铁磁性.上述表面态的铁磁性随着温度的下降而增加.当表面被暴露了0.5Langmur(L)氧后,铁磁性消失.自旋分辨的光电子谱表明,上述峰的自旋交换分裂很小.由上述峰的极化率估得表面层中的原子磁矩在0.1～0.3个μ_B间.     

铋系超导体反常晶格膨胀X射线衍射研究

本文利用变温X射线衍射方法研究了室温至液氮温度区间铋系超导体晶格热膨胀与畸变特性.在从正常态向超导态转变过程中,铋系2223相和2212相均在高温区和低温区发生反常热膨胀.发生在超导转变前的晶格反常热膨胀与Mossbauer谱和超声内耗测量得到晶格软化温度相对应,这种结构上的反常行为是超导转变的前驱效应.     

同时观察纳米锰钙钛矿中的隧穿型GMR及本征CMR

采用溶胶 凝胶法制备出稀土锰钙钛矿La_0.85Sr_0.15MnO₃ 的纳米微粒 .通过控制烧结条件获得了一系列具有不同晶粒尺寸的锰钙钛矿块材 .变温电阻实验显示 ,该类锰钙钛矿颗粒材料的输运性质 ,包括其磁电阻效应 ,随晶粒尺寸的增加呈系统性变化 ,从一个界面效应主导型输运行为转变为锰钙钛矿晶体的本征输运行为 ,从而其磁电阻效应亦由界面隧穿型GMR转变为本征CMR .当晶粒尺寸适中 (～ 1 0 0nm)时 ,可在一块样品中同时观察到这两种磁电阻效应 .并且 ,这两种磁电阻效应的共同作用可在磁电阻-温度(MR-T)曲线上造就一“平台” ,即磁电阻效应可以在相当宽的温度范围内不随温度变化     

外场中分形晶格上Gauss模型的临界现象

在分形晶格上把Gauss模型加以推广 ,认为Gauss分布常数和重整化的外磁场都依赖于晶格格点的配位数 ,且格点i和j上的Gauss分布常数b _qi 和bb_qj 满足关系b_qi b_qj = q_i q_j (q_i 和q_j分别是格点i和j的配位数 ) .利用实空间重整化群变换的方法 ,在Koch型曲线和一族钻石型等级 (DH)晶格上计算了外场中Gauss模型的临界点和临界指数 .结果表明 :对于这些晶格 ,在临界点 ,格点近邻相互作用参量和外磁场都可表示为K =b_qi q_i 和h q_i =0的形式 ,h_qi 是格点i上的简化磁场 ,而临界指数则决定于分形系统的分形维数d_f;另外 ,对于DH晶格 ,临界指数与平移对称晶格上的结果完全相同 ,且在d_f=4时和平均场理论的结果完全一致     

RTiFe11金属间化合物的结构与磁性

本文研究了RTiFe₁₁的晶体结构和内禀磁性(R=Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er和Y),并分析了RTiFe₁₁的磁结构与各种磁性离子间的交换作用。发现R为重稀土时,R—Fe交换作用与(g_J —1)²J(J+1)成比例,在R为轻稀土时,要考虑5d-4f电子交换作用因稀土离子而异所带来的修正。分析了在RTiFe₁₁中Fe—Fe交换作用与原子间距的依赖关系,并给出了提高居里温度的实验结果。利用合金的能带模型分析了Fe原子的饱和磁矩,并通过适宜的原子代换研究了提高饱和磁矩的途径。RTiFe₁₁呈现多样性的磁晶各异性性质。利用实验方法测定了Fe次晶格的易磁化方向与磁晶各向异性常数随温度的变化。根据晶场理论,按照点电荷模型计算了稀土离子的磁晶各向异性及其随温度的变化,解释了所观测到的自旋再取向现象。     

深度热处理ZnO压敏陶瓷的晶界缺陷模型

对650～900℃之间深度热处理ZnO压敏陶瓷的研究表明,在直流偏置电压作用下,漏电流随时间的蠕变曲线呈现峰值,正向伏安特性非但没有退化,反而得到改进.设想是由于热处理时,耗尽层中Zn_i^?向外扩散速度快,以致耗尽层中Zn_i^?浓度迅速降低,结果扩散进入晶界的氧以O′o形式得以在界面积累;原来主要由V''_Zn构成的界面负电荷转变为主要由V''_Zn和O′o共同构成,在偏压作用下O′o发生迁移所致.提出一个适用于深度热处理下改进的晶界缺陷模型,并由正电子寿命谱的实验数据中得到验证.     

ZnS∶Mn2+纳米晶钠硼硅玻璃复合体的EPR研究 *

用熔融法制备了ZnS∶Mn²⁺不同含量的钠硼硅玻璃 .发光和激发光谱测量发现Mn离子可能占据替位 (Mn²⁺) _sub和间隙 (Mn²⁺) _int两种格位 .进一步的电子顺磁共振(EPR)实验证实了这一判断 ,并从EPR谱确认了(Mn²⁺) _sub,(Mn²⁺) _int和Mn团 3种格位态的存在 .观测到g因子和超精细结构(HFS)常数随纳米晶粒径的减小而增大 .这可能是由于量子限域效应下ZnS的sp³ 和Mn的3d⁵电子态杂化和表面态所引起的 .     

纳米SnO2的Raman光谱研究

利用Raman光谱和X射线衍射系统地研究了纳米SnO₂的微观结构和空间对称性与退火温度的关系,并与非晶SnO₂薄膜和单晶的结果进行了比较.发现,Raman新峰N₁和N₂完全遵循Matossi力常数模型,退火温度接近673K时,纳米微粒内局域无序和晶格空位密度迅速下降,晶格畸变和Raman新峰几乎同时消失.并对Raman新峰N₁和N₂与纳米SnO₂的微观结构的变化进行了深入的探讨.     

单轴压力诱导CMR钙钛矿晶格及磁输运变化

通过原位加压下X射线衍射,CMR钙钛矿La_0.83Sr_0.17MnO₃中由单轴压力诱导的晶格常数的超常变化及显著的晶格畸变被观察到.沿[200]方向的晶格压缩系数,即dlnd _Mn-O/d_Mn-O可达3.8X10^-4MPa.在20 MPa的单轴压力下,巨压电阻效应及磁化强度增强行为同时被观察到.上述现象显示CMR钙钛矿的晶格易于发生变化,并且其电磁性质是结构敏感的.     

脉冲532nm激光导致的HoP5O14非晶紫外上转换发光的分析

本文报道了532nm 脉冲激光导致的 HoP₅O₁₄非晶的紫外上转换发光现象.从实验和理论上对上转换发光现象、机理和通道进行了测量、分析和计算,表明单离子的步进双光子吸收和离子间能量传递共同参与而感生了其上转换发光.     

钻石型等级晶格上Gauss模型的临界性质

在Gauss模型中 ,假设Gauss分布常数依赖于晶格格点的配位数 ,并且满足关系bqi/bqj=qi/ qj( qi是格点i的配位数 ,bqi是格点i上的Gauss分布常数 ) .利用重整化群变换和自旋重标相结合的方法 ,研究了一族钻石型等级晶格上Gauss模型的临界行为 .结果发现 :这些晶格的铁磁相变性质属于同一普适类 ,其临界点和临界指数分别为K =b_qi/ q_i 和ν=1 / 2 .