高温高压下钠长石的阻抗谱实验研究

 在压力为1.0、2.0 GPa和温度为673～973 K条件下,采用交流阻抗谱法在YJ-3000t紧装式六面顶高压设备上原位测量了钠长石的电导率。实验结果表明：在实验的温度和压力范围内,钠长石的电导率在10^-3.0～10^-5.5 S/m变化;钠长石复阻抗的模和相角对频率有很强的依赖性;随着温度T升高,钠长石的电阻率迅速减小,电导率σ增大,并且lg σ与T^-1之间符合Arrhenius关系;在实验压力范围内,随着压力升高,钠长石的电导率降低。采用离子导电机制,对高温高压下钠长石的导电行为进行了合理解释。     

高温高压下辉石岩的电导率研究

 利用阻抗谱在1.0~2.0 GPa、温度450~792 K条件下、10⁵~12 Hz的频率范围内,对辉石岩的电导率进行了研究,并且分析了测试频率对电导的影响,结果表明,电导率对频率具有一定的依赖性;在复平面上出现了代表颗粒内部的阻抗弧。辉石岩的激化焓为0.661~0.673 eV,样品中较高的铁含量可能是造成本实验电导率较高的主要原因。     

0.1~800 MPa压力下方解石拉曼光谱的实验研究

 利用石英的拉曼谱峰与温度和压力的关系，检验了在金刚石压腔中用方解石拉曼谱峰确定体系压力的可行性，并初步确定了在常温下方解石的拉曼谱峰与压力的关系。实验研究结果表明：在实验的压力范围内方解石稳定，且其1 085 cm^-1 谱峰约为石英464 cm^-1谱峰的3倍强度，因此非常适合作为热液金刚石压腔的压力标定物。在温度26 ℃、压力0.1~800 MPa条件下，方解石的拉曼谱峰（1 085 cm^-1）随着压力的增加，呈线形增大，其关系式为：p(MPa)=192×(ν_p－1 085)－21.8，1 085 cm^-1<ν_p<1 090 cm^-1。     

1.0GPa下榴闪岩电导率的研究

在1.0GPa压力条件下,采用交流阻抗谱法在10-1~106 Hz频率范围内对陕西商南地区的榴闪岩样品进行了电阻抗测量。实验结果表明,榴闪岩的复阻抗对温度和频率表现出明显的依赖性。在给定温度下,复阻抗的模随频率的增大而减小,相角随频率的增大先减小后变大;在给定频率下,复阻抗的模随温度的升高而减小,相角随温度的升高而增大。榴闪岩电导率值的范围为10-6~1S/m,并且电导率与温度之间满足Arrhenius关系式。低温区活化焓约为33~58kJ/mol,高温区活化焓约为108~163kJ/mol。榴闪岩的导电机制可能是Fe2+与Fe3+之间的电子跳跃。     

高温高压下蛇纹岩电导率的初步研究

 在压力为2.0和4.0 GPa、温度为373～933 K的条件下,利用交流阻抗谱仪,在0.1～10⁶ Hz的频率范围内测量了蛇纹岩的电导率。实验结果表明：蛇纹岩的复阻抗对频率有明显的依赖性,电导率受温度的影响较大,压力对电导率的影响相对较弱;当温度为690～761 K时,蛇纹岩发生脱水,致使电导率发生突变;脱水前,蛇纹岩的活化能约为0.6 eV,脱水后则高达2 eV。根据测得的电导率和活化能,分析了蛇纹岩脱水前、后的微观导电机制。分析认为,脱水前蛇纹岩的微观导电机制可能与内部二价铁和三价铁之间的电子移动有关,脱水后则可能是离子导电。     

冲击压缩下金属的电导率测量

 探索了一种在兆巴压力冲击压缩下测量金属电导率的新方法——四电极垂向引线法，并用刻槽单晶蓝宝石作绝缘腔体，以消除分流效应对测量结果的影响。用二级轻气炮作为加载手段，测量了铁在终态平衡压力为101～208 GPa压力区间内的电导率（电导率从1.45×10⁶ S/m变化到7.65×10⁵ S/m）。将测量铁电导率的压力范围扩展到了200 GPa以上。实验结果表明，关于金属电导率的Bloch-Grüneisen公式在高达200 GPa冲击压力下仍然有效（对于ε-铁）。     

高温高压下KCl水溶液中离子示踪扩散系数的确定

 离子的扩散系数是定量模拟地球内部质量扩散作用所需要的一个重要参数。在100～500 ℃、0.1～1.2 GPa下实验测量了0.01 mol/L KCl溶液的电导率，获得了KCl的极限摩尔电导率，并利用Nernst-Einstein方程计算出了溶液中K⁺、Cl^-的示踪扩散系数。离子的示踪扩散系数随温度升高而增大，随压力降低而减小。结合扩散作用地球化学模型可以定量分析离子种类在许多地球化学过程中的扩散质量迁移和热液体系中热液蚀变带的演化，对高温高压下水岩相互作用的研究具有重要意义。     

高温高应变率下纯锆的本构模型研究

 研究了常温至1 073 K、不同应变率下（4.1×10^－4 s^－1～2.8×10³ s^-1）锆的压缩力学性能。结果表明,锆的流动应力对温度和应变率的变化比较敏感,随应变率的提高而增大,随温度的升高而降低。基于位错动力学理论,建立了锆的本构模型,并考虑塑性变形过程中孪晶演化的影响,对模型进行了修正。修正后的本构模型预测结果与实验结果吻合较好,可描述很宽应变率和温度范围内锆的塑性变形行为。     

Zn0.83Mn0.17Se和ZnSe/Zn0.84Mn0.16Se超晶格材料中Mn2+的压力光谱研究

 采用压力光谱技术在低温下观测到了Mn²⁺离子的⁴T₁→⁶A₁跃迁,该谱线在Zn_0.83Mn_0.17Se和ZnSe/Zn_0.84Mn_0.16Se超晶格样品中有不同的压力行为,体材料中其压力系数为-42.4 peV/Pa,超晶格中为-29.5 peV/Pa。用晶体场理论计算得到体材料Zn_0.83Mn_0.17Se中Mn²⁺离子⁴T₁→⁶A₁谱线的压力系数为-38.3 peV/Pa,与实验结果基本一致。结合材料中发光峰积分强度随压力的变化关系进行分析,证实Mn²⁺离子的发光性质主要与其近邻的晶体场环境有关。     

压力对GdoBr:Eu晶场参数的影响

 在室温下测量了GdoBr:Eu的常压和高压荧光谱，光谱范围在13 000~21 500 cm^-1之间，压力至12 GPa。由光谱数据得到了Eu³⁺晶场能级随压力的变化曲线。⁷F_0～5能级随压力的变化规律比较复杂，而⁵D_0~2各能均随压力的升高几乎线性地降低。在基态谱项⁷F的49个状态上进行了晶场拟合计算，所得常压下的5个非零晶场参数分别为：B₀²＝-1 124.0 cm^-1，B₀⁴＝-969.6 cm^-1，B₄⁴＝827.9 cm^-1，B₀⁶＝889.6 cm^-1，B₄⁶＝377.0 cm^-1。高压下的计算结果表明，B₀⁴、B₀⁶这两个晶场参数随压力的增加而增大，B₄⁶随压力的增加而减小，而B₀²、B₄⁴随压力的变化有些起伏。晶场强度在8 GPa以下随压力增加而减小，其后开始变强。     

PbMoO4原位高压拉曼光谱和电导率的研究

 钼酸铅（PbMoO₄）具有高的声光品质因数、低的声损耗、良好的声阻抗匹配等性质，被广泛应用于声光偏转器、调制器、可调滤光器、声表面波器件等各类声光器件，其优异的低温闪烁性能亦引起人们的注意，具有在核设备方面的应用潜力。为探讨其晶体结构和物理性质，在金刚石对顶砧上原位测量了PbMoO₄的拉曼光谱，并测量了其在几个不同压力点下电导率随温度的变化。实验发现，压力在12.5 GPa时，拉曼峰完全消失，说明压力在10.8～12.5 GPa之间PbMoO₄样品出现了非晶态转变。当从26.5 GPa卸压到9.4 GPa时，PbMoO₄的拉曼谱在低波数出现无序化，而在2.4 GPa压力下858 cm^-1峰又重新出现，说明样品结构由无序向晶化回复。压力在10.8 GPa以上时，电导率随着温度的增加而显著增加，且随着压力的增加也明显增加。     

常压烧结和高压合成Nd2-xCexCuO4的结构特征与导电性质

 本文在常压高温和高压高温条件下合成出了Nd_2-xCe_xCuO₄（x=0~0.20）系列样品，对比研究了两种不同条件下合成产物的结构特征与室温至液氮温区的导电性质。测试分析结果表明，高温高压（1.7 GPa，800 ℃，10 min）合成的样品与常压高温（1 000 ℃，10 h）烧结的样品具有相同的四方结构，但晶格常数随掺杂量变化有所不同，高压合成产物的c轴随掺杂量基本不变，而常压烧结样品c轴随掺杂量增加呈下降趋势。两种条件合成的样品在液氮温区均呈现出不同程度的半导体特征，经过一次高温淬火后处理后，高压样品的导电性质明显优于常压样品。实验结果表明，高压可以降低固相反应的合成温度，缩短反应时间，特别是高压的还原作用有利于产物导电性质的改善。     

In-Situ High Pressure Raman Spectrum and Electrical Property of PbMoO4

In-situ high pressure Raman spectra and electrical conductivity measurements of scheelite-structure compound PbMoO4 are presented. The Raman spectrum of PbMoO4 is determined up to 26.5 GPa on a powdered sample in a diamond anvil cell （DAC） under nonhydrostatic conditions. The PbMoO4 gradully experiences the trans- formation from the crystal to amorphous between 9.2 and 12.5 GPa. The crystal to amorphous transition may be due to the mechanical deformation and the crystalographic transformation. Furthermore, the electrical conductivity of PbMoO4 is in situ measured accurately using a microcircuit fabricated on a DAC based on the van der Pauw method. The results show that the electrical conductivity of PbMoO4 increases with increases of pressure and temperature. At 26.5 GPa, the electrical conductivity value of PbMoO4 at 295K is 1.93 - 10-4 S/cm, while it raises by one order of magnitude at 430K and reached 3.33 - 10-3 S/cm. However, at 430K, compared with the electrical conductivity value of PbMoO4 at 26.5 GPa, it drops by about two order magnitude at 7.4 GPa and achieves 2.81 × 10^-5 S/cm. This indicates that the effect of pressure on the electrical conductivity of PbMoO4 is more obvious than that of temperature.     

Electrical and optical properties of indium tin oxide thin films grown by pulsed laser deposition

Indium tin oxide (ITO) thin films (200-400 nm in thickness) have been grown by pulsed laser deposition (PLD) on glass substrates without a post-deposition anneal. The electrical and optical properties of these films have been investigated as a function of substrate temperature and oxygen partial pressure during deposition. Films were deposited at substrate temperatures ranging from room temperature to 300 °C in O₂ partial pressures ranging from 0.1 to 100 mTorr. For 300 nm thick ITO films grown at room temperature in oxygen pressure of 10 mTorr, the electrical conductivity was 2.6᎒^-3 Q^-1cm^-1 and the average optical transmittance was 83% in the visible range (400-700 nm). For 300 nm thick ITO films deposited at 300 °C in 10 mTorr of oxygen, the conductivity was 5.2᎒^-3 Q^-1cm^-1 and the average transmittance in the visible range was 87%. Atomic force microscopy (AFM) measurements showed that the RMS surface roughness for the ITO films grown at room temperature was ~7 Å, which is the lowest reported value for the ITO films grown by any film growth technique at room temperature.     

高温高压下黑云斜长片麻岩的电性研究

 在压力1 GPa、温度250~1 100 ℃、频率0.1 Hz~1 MHz的条件下,采用阻抗谱方法,对来自阴山造山带的太古代黑云斜长片麻岩进行了电导率实验研究。实验发现：（1） 所有样品的阻抗谱都是由一个大的高频半圆弧Ⅰ和一个小的被压缩了的低频弧Ⅱ组成,阻抗弧Ⅰ主要代表矿物颗粒内部传导机制,阻抗弧Ⅱ更有可能代表的是样品和电极之间的传导机制;（2） 电导率随温度的变化遵循Arrhenian定律,但在700~750 ℃间有近一个量级的跳跃,通过对比实验前后样品的显微照片和探针分析数据,认为这一电导率的大幅跳跃可能是样品中黑云母发生大量脱水熔融的缘故;（3） 在高温段750~1 100 ℃,部分熔融样品的电导率主要由钠离子传导控制;（4） 在低温段250~700 ℃,样品的激活能为0.53 eV;在高温段750~1 100 ℃,样品的激活能为1.41 eV。激活能的改变可能与样品的结构变化有关,还与样品和熔体中钠的含量以及扩散有关。     

In-situ control of different oxygen fugacity experimental study on the electrical conductivity of lherzolite at high temperature and high pressure

At pressure 1.0-4.0 GPa and temperature 1073-1423 K and under the control of oxygen fugacity (Mo+MoO₂, Fe+FeO and Ni+NiO), a YJ-3000t multi-anvil solid high-temperature and high-pressure apparatus and Solartron-1260 impedance/Gain-Phase analyzer were employed to analyze the electrical conductivity of lherzolite. The experimental results showed that: (1) within the range of the selected frequencies (10³-10⁶ Hz), either as viewed from the relationship between the real or imaginary part of complex impedance and the frequency, or from the relationship between modulus, phase angle and frequency, it can be seen clearly that the complex impedance has a strong dependence on frequency; (2) with the rise of temperature (T), the electrical conductivity (σ) increased, and Lg σ and 1/T follows the Arrhenius relationship; (3) with the rise of pressure, the electrical conductivity decreased, and activation enthalpy and temperature-independent pre-exponential factor decreased as well. And the activation energy and activation bulk volume of the main charge carrier in the lherzolite have been obtained for the first time, which are 1.68±0.02 eV and 0.04±0.01 cm³/mol, respectively; (4) under the given pressure and temperature, the electrical conductivity tends to increase with increasing oxygen fugacity, and under the given pressure, the activation enthalpy and pre-exponential factor tend to decrease with the rise of oxygen fugacity; (5) at 2.0 GPa and the control of the three solid buffers, Mo+MoO₂, Fe+FeO and Ni+NiO, the exponential factors of electrical conductivity variation range with oxygen fugacity are , and the theoretical model for the relationship between the electrical conductivity of lherzolite and the oxygen fugacity under high pressure has been established for the first time; (6) the electrical conduction mechanism of small polarons provides a reasonable explanation to the variation of conductivity of lherzolite with oxygen fugacity.     

一套基于六面顶高压装置的静水压高频介电测试系统

 以一套6×14 400 kN六面顶高压装置和一台Agilent 4294A精密阻抗分析仪为主体,建立了一套静水压高频介电实时测试系统。通过固体传压介质预成型方法,解决了液体测试腔在固体传压介质中的密封以及包括4根微同轴电缆在内的多根测量导线引出密封边问题,将常压下通用的四同轴阻抗谱测试技术引入了高压研究。液体测试腔容积可达(Φ13×15) mm³,可同时容纳10 mm×10 mm样品、高频测试夹具、温度与压力传感器、加热装置,以及包括4根外径为1.6 mm、特性阻抗为50 Ω微同轴电缆在内的16根引线,进行室温至300 ℃、常压至3 GPa 静水压力、测试频率40 Hz~5 MHz范围材料的四线阻抗谱测量,实验误差小于3%。利用这套装置观察了室温下,BaTiO₃单晶在约2.6 GPa静水压力下的压致铁电-顺电相变。