Mn+注入p型GaN薄膜的结构和磁学特性

用低压MOCVD法在(0001)面的蓝宝石衬底上生长纤锌矿结构的GaN.GaN膜总厚度为4μm,包括0.5μm掺Mg的p型表面层.Mn 离子注入的能量为90keV,剂量为1.0×1015～5.0×1016cm-2,被注入的p型GaN处于室温.对注入样品的快速热退火处理是在N2气流中进行的,温度约为800℃,时间为30～90s.采用X射线衍射(XRD)、卢瑟福背散射(RBS)和原子力显微镜(AFM)研究,发现Mn 注入GaN膜的结构受注入剂量和退火条件的控制.通过超导量子干涉仪(SQUID)分析,在Mn 注入剂量为5.0×1015cm-2、并经850℃退火30s的GaN膜中发现了铁磁性,表明离子注入方法是进行GaN掺杂改性的有效手段.     

Ag纳米颗粒的光吸收和透射电镜研究

用硼氢化钠作还原剂,制备出两种相对稳定的含银纳米颗粒的水溶胶,用透射电镜（TEM）和光学吸收谱对这些颗粒进行了表征.当被还原的银离子较少时,所形成的银纳米颗粒较小,吸收峰呈现二极等离子体共振吸收峰.当被还原的银离子较多时,银纳米颗粒尺寸变大,并出现二极和四极共振吸收峰.在Ag纳米颗粒形成后,对其溶液稀释,发现其峰形保持不变,而峰位会出现红移,最大红移量可达到10 nm.透射电镜研究表明,低浓度溶胶中的Ag纳米颗粒尺寸较为均匀,平均直径12 nm.高浓度溶胶中的纳米颗粒尺寸呈双尺寸分布特点,少量颗粒直径小于14 nm,大部分颗粒直径大于20 nm.     

用Zn/F离子先后注入和热退火法实现ZnO量子点的可控生长

将Zn/F离子先后注入到非晶二氧化硅中并分别在400,600,700 ℃下进行了退火.用光学吸收谱、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对退火的样品进行分析,发现在600 ℃退火后ZnO量子点已经形成.二次离子质谱仪(SIMS)测试发现在溅射时间为2 s时Si,Zn元素同时出现,说明没有在衬底的表面形成ZnO薄膜.从原子力显微镜(AFM)图像看到有少量的颗粒被蒸发到衬底的表面,说明在衬底的内部形成了ZnO量子点.F离子注入的作用为在衬底的内部形成ZnO量子点提供了O2分子.     

还原气氛退火对Ag-Cu纳米颗粒光学吸收的影响

经43kV和30kV加速后的Ag、Cu离子按相同的剂量在室温下先后注入到非晶SiO2玻璃．用X射线光电子能谱(XPS)分析注入样品的价态分布，发现Ag、Cu仍以金属态形式存在．注入后光学吸收谱显示吸收峰的位置在442nm，说明在该实验条件下，SiO2玻璃表层很有可能形成了Ag--Cu纳米合金颗粒．样品在还原气氛下从300～800℃每隔100℃退火1h后，发现等离子体共振吸收峰的位置发生了蓝移并在500℃时出现双峰，表明退火过程中Ag—Cu纳米合金颗粒开始分解成Ag和Cu纳米颗粒．随着退火温度的上升，Ag、Cu纳米颗粒生核生长，当退火温度高于600℃时Cu颗粒尺寸变小，当退火温度高于700℃时Au颗粒才开始变小．     

Ag,Cu离子注入石英玻璃光学吸收谱研究

用Mie理论和Maxwell—Garnett(M—G)理论对Ag，Cu单元素注入石英玻璃的吸收谱进行了模拟，得到了与实验结果一致的表面等离子体共振吸收峰．模拟结果显示，吸收峰来源于Ag和cu注入石英玻璃后形成纳米颗粒的光吸收．假定Ag，Cu双元素注入石英玻璃后形成合金结构，M—G理论模拟结果与实验吻合良好，说明形成合金结构的可能性很大．同时，用电子自由程理论对金属颗粒的介电函数进行了修正，给出了可以反映共振吸收峰的峰宽和强度随颗粒尺寸变化的模拟结果，为光开关的研究提供了一定的理论依据．     

Mn离子注入Si材料的结构分析及磁学性质

采用剂量分别为1×10~(16)(1E16),3×10~(16)(3E16)和5×10~(16)cm~(-2)(5E16)的Mn离子注入方法制备Si基稀磁半导体样品.利用透射电子显微镜(TEM)和交变梯度磁强计(AGM)对不同剂量的样品退火前后的结构和磁学特性的变化进行了表征.实验发现,退火前,只有5E16样品出现球状偏析物,其直径在5 nm左右,但也有个别直径15 nm左右的大团簇.N_2环境下800℃退火5 min部分修复了1E16样品注入区域的晶格损伤,并使该剂量样品出现偏析物,直径多在10 nm左右.衍射花样分析表明该偏析物为具有晶面间距0.333,0.191和0.163 nm的微晶,这说明该微晶最有可能是MnSi_(1.7),退火前,样品饱和磁化强度随注入剂量增大而显著增强,但从3E16到5E16增速放缓,退火使低剂量样品磁性大幅减弱,说明偏析物不利磁性增强.     

离子注入改良纤维分解细菌及其机理研究

对纤维分解细菌HY2进行不同剂量离子束注入诱变。通过研究离子注入对纤维素酶活性的影响。筛选出纤维素酶活性高的突变菌株HY2-3．通过聚合酶链式反应PCR技术扩增得到纤维素酶高产菌株Bacillus sp．HY2-3以及原始菌株Bacillus sp．HY2的纤维酶基因chy2-3和chy2．经过克隆和序列分析表明。所得到的突变型和野生型纤维素酶基因编码区均为1500bp．同时发现．经过离子束诱变得到的高产菌株和野生菌株的纤维素酶基因序列存在差别．这些碱基突变引起氨基酸序列的改变有可能导致两个菌株纤维素酶产量上的不同．