γ辐照对掺Er硅酸盐玻璃吸收和发光特性的影响

用传统的高温熔融法熔制了一系列掺Er硅酸盐玻璃, 并测试了这些样品经5 kGy γ 射线辐照前后紫外至近红外的吸收和荧光光谱. 实验结果表明, 辐致暗化效应使得玻璃材料中形成了大量色心, 导致在400 nm附近出现强吸收带, 其尾端延伸至近红外区. 辐照产生的新能带增加了基质与Er³⁺ 特定能级(如²H_11/2, ⁴S_3/2及⁴F_9/2等) 之间的能量传递, 从而使辐照后的样品荧光寿命减小, 且在相同激发条件下荧光强度下降. 室温下辐照样品在荧光测试过程中出现了漂白现象.     

高温注氦及随后230MeV的208Pb27+辐照Al2O3的光致发光谱的研究

主要研究了110keV的He⁺高温注入Al₂O₃单晶及1.1MeV/u的²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照注氦Al₂O₃样品的光致发光的特性. 从测试结果可以清楚地看到在375nm, 413nm和450nm处出现了强烈的发光峰. 并且在600K, 5×10sup>16ions/cm²剂量点, 样品的发光峰是最强的. 这 表明He⁺注入Al₂O₃后使带隙中深的辐射中心复合的效率大幅度提高, 极大的增强了其发光强度,而且发光伴随着蓝移现象. 而经过高能²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照后的样品, 在390nm出现了新的发光峰,从FTIR谱中我们能够看到, 可能是²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照相对沉积膜出现一定的晶化, 其中含有许多纳米尺寸的Al₂O₃晶粒所致.     

退火对He注入及随后208Pb27+辐照的Al2O3单晶PL谱的影响

利用高能离子研究了110 keV 的He⁺注入Al₂O₃单晶及随后230 MeV的²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照并在不同温度条件下退火样品的光致发光的特性. 从测试结果可以清楚地看到在375 nm，390 nm，413 nm 和450 nm 出现了强烈的发光峰. 经过600 K退火2 h后测试结果显示，390 nm发光峰增强剧烈，而别的发光峰显示不明显. 在900 K退火条件下，390 nm的发光峰开始减弱相反在510 nm出现了较强的发光峰，到1100 K退火完毕后390 nm的发光峰完全消失，而510 nm的发光峰相对增强. 从辐照样品的FTIR谱中看到，波数在460—510 cm^-1间的吸收是振动模式，经过离子辐照后，吸收带展宽，随着辐照量的增大，Al₂O₃振动吸收峰消失，说明Al₂O₃振动模式被完全破坏. 1000—1300 cm^-1之间为Al-O-Al桥氧的伸缩振动模式，辐照后吸收带向高波数方向移动. 退火后的FTIR谱变化不大.     

掺Bi离子锗铌酸盐红外发光玻璃的研究

用高温熔融法制备了Bi₂O₃掺杂的(0.9-x) GeO₂-xNb₂O₅-0.1BaO (含量x为摩尔分数, x=0, 0.04, 0.07, 0.1)系列玻璃. 测定了玻璃样品的差热分析(DTA)曲线、吸收光谱、发射光谱及X射线光电子能谱(XPS). 从DTA曲线分析得到玻璃的结晶起始温度与软化温度之差(T_x-T_g)达200℃以上. 吸收光谱中可观察到位于500, 700, 808和1000 nm处的吸收峰, 并随着Nb₂O₅含量x的增加吸收边带发生红移. 在波长为808 nm激光激发下, 观察到发光中心位于1300 nm处、荧光光谱半高宽约为200 nm的宽带发光. 荧光强度随Bi₂O₃掺杂量δ的增加先增强后减弱, 当掺杂量δ达到约0.01时, 荧光强度达到最强. 随着Nb₂O₅含量x从0.04增加到0.1时, 荧光强度逐步减弱. 样品的XPS峰分别位于159.6和164.7 eV, 它们介于Bi³⁺与Bi⁵⁺的特征结合能之间, 因此Bi³⁺与Bi⁵⁺可能同时存在于玻璃基质中. 从XPS及Bi离子的发光特性推断, 宽带的荧光发射可能起因于Bi⁵⁺. 随着Nb₂O₅含量x的增加, 荧光强度逐步减弱. 分析认为, Nb₂O₅取代GeO₂后形成了NbGe缺陷, 需要低价Bi离子进行电子补偿, 因而抑制了Bi⁵⁺形成, 致使荧光强度减弱.     

掺铋离子BaO-B2O3玻璃的制备及其近红外发光性能的研究

采用高温熔融法制备了掺Bi离子的BaO-B₂O₃玻璃, 测定了样品玻璃的近红外以及可见光区的激发、 发射谱、 荧光衰减曲线以及Raman光谱. 在808 nm波长光的激发下, 在掺Bi离子的BaO-B₂O₃玻璃中发现了近红外发光现象, 且存在多个发光峰, 讨论了玻璃网络结构对Bi离子发光的影响, 对其发光机理进行了初步的探讨.     

黄芩素激发态分子内质子转移耦合电荷转移反应的实验和理论研究

通过稳态光谱实验和量子化学计算相结合,研究了黄芩素激发态质子转移耦合电荷转移的反应. 实验和计算中S₁态吸收峰的缺失表明S₁态是暗态. S₁暗态导致在实验中观察不到黄芩素在乙醇溶液中的荧光峰,且固体的荧光峰很弱. 黄芩素分子的前线分子轨道和电荷差异密度表明S₁态是电荷转移态,然而S₂态是局域激发态. 计算的黄芩素分子的势能曲线在激发态只有一个稳定点,这表明了黄芩素激发态分子内质子转移的过程是一个无     

Sr和Ba替代对Eu掺杂Ca2.955Si2O7的结构和发光特性的影响研究

利用固相反应法制备了Sr和Ba替代的Ca_2.955-xM_xSi₂O₇: 0.045Eu²⁺ (M= Sr, Ba, x= 0.1-0.5)系列荧光粉, 利用较大离子半径的Sr和Ba元素替代Eu掺杂Ca_2.955-xM_xSi₂O₇ 中的Ca元素,研究Sr和Ba替代对样品结构和发光特性的影响. X射线衍射测试结果表明,少量Sr和Ba替代不会改变基质的晶体结构, 样品仍然为单斜晶系.未替代前, Ca_2.955Si₂O₇: 0.045Eu²⁺ 样品的发射峰在574 nm左右,随着Sr含量的增加,样品的发射峰发生蓝移; 而Ba含量在x= 0.1-0.4时不会引起发射峰位置的移动, 但x= 0.5样品的发射峰发生蓝移.同等含量的Sr和Ba部分替代样品中的Ca元素, Ba替代样品的光谱强度较强.     

近场光学显微镜研究CdS0.65Se0.35纳米带空间分辨光致荧光谱

通过热蒸发方法成功制备出CdS_0.65Se_0.35纳米带，得到的纳米带表面光滑，宽度厚度均一，表现出很高的结晶质量.使用近场光学显微镜对纳米带室温下的带边荧光波导和光致荧光近场光谱进行研究.发现CdS_0.65Se_0.35纳米带呈现良好的光波导的特性；同时通过近场光学显微镜得到的空间分辨光谱，发现随着传播距离的增大，纳米带的光致荧光光谱有持续的红移现象.这种光谱红移现象是带间跃迁过程中带尾态的吸收效应引起的，并作了光谱带尾态吸收的理论模拟与实验结果进行比较.光波导传输过程中光谱的变化反映了信息在整个传导过程中的情况，体现了信息传递过程中的稳定性和有效性.三元合金材料CdS_0.65Se_0.35纳米带的波导和光谱性质研究，对于其他组分可调的三元合金纳米结构的制备和研究，及发展新型的纳米功能器件有重要意义.     

5(6)羧基荧光素敏化TiO2纳米粒子的光致电子转移的荧光特性研究

通过水解TiCl₄制备了锐钛矿结构TiO₂纳米粒子, 并用时间分辨荧光光谱研究了5(6)CFL(5(6)-Carboxyfluorescein, 简称5(6)CFL)染料敏化TiO₂纳米粒子体系的光致电子转移动力学. 5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子能形成电荷转移复合物, 这归因于染料分子的激发电子态波函数Ψ(D^*)与电荷分离态波函数Ψ(D⁺ +e^-)之间的耦合作用. 当激发5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系时, 电子以两种不同方式注入TiO₂纳米粒子导带: 第一, 通过5(6)CFL染料分子的激发态注入; 第二, 从电荷转移复合物(5(6)CFL/TiO₂)直接注入. 时间分辨荧光光谱表明, 在水溶液中纯5(6)CFL染料的荧光以寿命为τ₁=41 ps (74.4%) 和τ₂=3.22 ns (25.6%) 的双e指数衰减, 而5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系的荧光分别以时间常数为τ₁=44 ps (90.4%), τ₂=478 ps (8.6%) 和τ₃=2.41 ns (1.0%) 的三e指数衰减. 本文的研究工作能够为染料敏化太阳能电池的光致电子转移机理提供有价值的参考.     

Mg2+对Fe:LiNbO3晶体光折变响应时间的影响

在Fe:LiNbO₃中掺进3mol%和6mol%MgO,生长了Mg:Fe:LiNbO₃晶体.测试了Mg:Fe:LiNbO₃晶体抗光致散射能力、衍射效率、响应时间和光电导.推导响应时间与光电导之间的关系.在Fe:LiNbO₃晶体中掺进6mol%的Mg²⁺,它的抗光致散射能力比Fe:LiNbO₃晶体提高一个数量级,响应速度比Fe:LiNbO₃晶体提高四倍.     

碳在面心铁-镍合金中扩散峰的机构

固溶在面心铁—镍合金中的碳原子,能引起一个应力感生的扩散内耗峰。当振动频率约为1.4周/秒时,峰的位置在500°K附近。固溶的碳原子可以跳入点阵空位中而成为代位式碳原子,此碳原子舆另一个最近邻的间隙碳原子相结合后即形成一组碳原子对。在外加应力的作用下,这类碳原子对轴的择尤旋转便引起了内耗。根据这个机构并结合内耗测量过程中试样内部碳原子重新分布的情况,可以推导出碳浓度和内耗峰高度之间的定量关系,并从而求出合金的点阵空位形成能和构成碳原子对时所放出的能量。铁—镍合金中碳扩散峰的特徵是:峰的二边内耗曲线不对称,在高温的一边,内耗反而比低温的一边为低。峰的位置T′随淬火温度或碳浓度之增加而渐向低温移动;峰愈出现在低的温度,T′Q_max^-1相乘积就愈大。根据本文所提出的理论,对这些特徵作了解释。     

钢中马氏体在回火转变中所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬碳钢的内耗,当测量温度由室温渐渐升高时,在130℃附近有一个内耗峰出现。当温度达到170℃后再降温测量,这个内耗峰完全消逝不见。上述的现象在含碳0.29％到1.4％的几种淬硬碳钢和淬硬滚珠钢中都曾经看到。由内耗峰的出现可以认为马氏体在第一个回火阶段中的转变产物(ε-碳化铁)与母体具有共格性,由于共格界面的应力感生运动而引起内耗。曾用具有马氏体组织的0.25％碳钢试样作实验,没有观测到上述的内耗峰。但是当回火温度达到280-300℃以后,在降温或升温测量中都观测到一个内耗峰(在150℃附近)。这表示低碳马氏体在第三个回火阶段中的转变产物与母体具有共格性。但是由于这个内耗峰的表现与上述高碳试样的内耗峰不同,所以我们认为这转变产物并不是ε-碳化铁。     

用内耗方法研究碳在γ-铁中的扩散

在含锰1.7％的γ-铁中观察到因含碳而引起的内耗峰。当振动频率约为2周/秒时,内耗峰出现在240℃左右。这个内耗峰由于含碳量的增加而升高,由于在较高温度保温而降低。根据内耗测量所得的激活能是34,000±2000卡/克分子,与碳在γ-铁中的激活能(宏观扩散实验的数据)相合,由此可知所观测的内耗峰是由于碳在γ-铁(含锰1.7％)中的应力感生微扩散所引起来的。根据内耗测量的数据求出了碳在200—250℃的温度范围内在γ-铁中扩散的扩散系数。在logD—l/T坐标上,这些数据与宏观扩散实验所测得的在1000—1200℃的扩散系数坐落在一条直线上。所观测的内耗峰高度似乎与含碳量的二次方成正比,这表示在应力感生扩散过程中直接参加元跳动的乃是两个碳原子。由此可以提出一个产生内耗峰的初步模型:由于点阵中有空穴存在,两个碳原子很容易构成一个在各方向引起不同畸变的原子对,由于这个原子对在应力作用下的转动而产生内耗。     

碳在面心立方系合金钢与金屬中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆作内耗测量,发现了几种面心立方系合金钢(18/8型不锈钢及高锰钢)中含碳可以引起内耗峰。当振动频率约为每秒1周时,峰的巅值温度在200-300℃之间。当钢中固溶体的碳量增多时,内耗峰升高而峰的位置移向低温,当钢中所含的碳因回火而发生沉淀时,内耗峰降低而峰的位置移向高温。把内耗方法所测得的激活能、弛豫时间和由此计算所得的扩散系数与资料上所载的碳在面心立方系的钢中宏观扩散的数据相比较,指出所观测的内耗峰确是由于碳在钢中的微扩散所引起来的。用同样的实验方法也发现了碳在镍铝合金及在纯镍中由于微扩散而引起的内耗峰。这些实验指出,碳在面心立方系晶体中微扩散而引起内耗峰这件事实,可能是一种普遍的现象。     

钼的晶界内耗峰及少量间隙杂质影响晶界脆性的机制

用扭摆法测出钼的晶界内耗峯,频率约为1周/秒,峯温在1020℃附近,渗氧或渗碳可使晶界峯消失,但在较低温度出现合金晶界峯:氧峯在890℃附近;碳峯在925℃附近。由于钼单晶的内耗曲线上没有出现这些峯,故可认为都是晶界弛豫引起,如果试样中同时有氧和碳,又在960℃和985℃附近出现两个合金晶界峯,用改变频率方法求得各峯激活能,其相对大小与各峯的峯温次序相同,即氧晶界峯的激活能最小(80千卡/克分子);碳晶界峯次之(98千卡/克分子);纯钼晶界峯最大(119千卡/克分子);其他两个峯激活能略小于纯钼晶界峯。配合了断口金相试验,观察到当有氧峯出现时断口晶界面上有黑色氧化物沉淀粒子;当有碳峯出现时,晶界面上有羽毛状碳化物;当试样中同时有氧和碳存在时,也即当内耗曲线上出现960℃和985℃交互作用峯时,晶界面上有大量的有黑圈的白色沉淀物。从以上结果我们对少量间隙杂质在钼的晶界脆性中所起作用,特别是氧和碳同时存在时能起改善脆性的作用提出了一种看法。     

The 3D Nanoscale Evolution of Platinum–Niobium Oxide Fuel Cell Catalysts via Identical Location Electron Tomography

Current state‐of‐the‐art catalysts for polymer electrolyte membrane fuel cells, comprised of platinum nanoparticles on a high surface area carbon support, are susceptible to platinum dissolution and carbon support corrosion during operation. The use of transition metal oxides in the support material is proposed to stabilize the catalyst material by minimizing platinum dissolution and carbon corrosion. Here, the 3D structural changes are tracked for a hybrid Pt–Nb oxide on carbon catalyst before and after potential cycling utilizing identical location electron tomography. Pt dissolution is observed to varying degrees in both high and low Nb oxide content structures and appreciable carbon support corrosion in the high Nb oxide content structure but not in the low Nb oxide structure.     

Electrical and piezoresistive properties of ion beam deposited DLC films

In present study diamond like carbon (DLC) films were deposited by closed drift ion source from the acetylene gas. The electrical and piezoresistive properties of ion beam synthesized DLC films were investigated. Diode-like current–voltage characteristics were observed both for DLC/nSi and DLC/pSi heterostructures. This fact was explained by high density of the irradiation-induced defects at the DLC/Si interface. Ohmic conductivity was observed for DLC/nSi heterostructure and metal/DLC/metal structure at low electric fields. At higher electric fields forward current transport was explained by Schottky emission and Poole–Frenkel emission for the DLC/nSi heterostructures and by Schottky emission and/or space charge limited currents for the DLC/pSi heterostructures. Strong dependence of the diamond like carbon film resistivity on temperature has been observed. Variable range hopping current transport mechanism at low electric field was revealed. Diamond like carbon piezoresistive elements with a gauge factor in 12–19 range were fabricated.     

Orientation in Nematic Liquid Crystals Doped with Orange Dyes and Effect of Carbon Nanoparticles

研究了掺杂两种分散染料橙的向列型液晶E7的性质以及碳纳米粒子(单壁碳纳米管或富勒烯C₆₀)的影响. 两种分散染料橙11和13具有较高的溶解度和有序参数,被作为掺杂剂同时使用. 与掺杂单染料相比,同时加入两种染料橙使液晶的有序参数明显提高. 与纯液晶相比,掺杂可引起向列相向各向同性相转变温度的升高.     

Surface-directed spinodal decomposition on a macroscopic scale in a nitrogen and carbon alloyed steel

Interactions with the macroscopic specimen surface can profoundly modify phase-separation processes. This has previously been observed in liquids and polymer films and is theoretically described by the theory of surface-directed spinodal decomposition (SDSD). Here we report first observations of SDSD in a metallic alloy on a macroscopic scale. The influence of the surface leads to the development of concentric domains extending over the whole 10 mm thick cylindrical steel specimen, due to long-range interactions via elastic stresses and long-range diffusion of the interstitial elements nitrogen and carbon.     

Proton energy loss in multilayer graphene and carbon nanotubes

Results of a study of electronic energy loss of low keV protons interacting with multilayer graphene targets are presented. Proton energy loss shows an unexpectedly high value as compared with measurements in amorphous carbon and carbon nanotubes. Furthermore, we observe a classical linear behavior of the energy loss with the ion velocity but with an apparent velocity threshold around 0.1?a.u., which is not observed in other carbon allotropes. This suggests low dimensionality effects which can be due to the extraordinary graphene properties.