C3N4的高温高压同步辐射研究

利用激光加热金刚石对顶砧技术在高温高压条件下合成了纯beta相和立方相C₃N₄beta相C₃N₄所属对称群为P63/M (176).对石墨相与beta相C₃N₄的X射线衍射结果进行了精确分析, 得到优化晶胞参数.原位高压同步辐射X射线衍射分析表明, 在6GPa时由beta相到立方相C₃N₄的相转变已经发生, 之后两相共存直到19GPa时相变结束得到纯立方相C₃N₄.     

LiAl5O8高压相变研究

 运用金刚石压砧同步辐射X射线衍射,对尖晶石结构的LiAl₅O₈进行了高压原位研究。实验发现：在高压下,一组LiAl₅O₈的新相衍射峰出现,随着压力的增加,其新相衍射峰逐渐增强,当压力增加到45.0 GPa时,LiAl₅O₈的低压相衍射峰全部消失,而形成了一组高压新相衍射峰。采用指标化程序对衍射数据进行处理和分析,确定这一高压新相为正交晶系结构,其晶胞参数为a=0.995 9 nm,b=0.644 7 nm,c=0.333 4 nm ,空间群为Pmm2。     

K3C60取向相变的同步辐射光电子谱研究

在190K,220K和300K3个不同温度下测量了K₃C₆₀单晶薄膜沿[111]方向发射的同步辐射角分辨光电子谱.样品温度为190K时,能够观察到导带有规律的角散,并且带结构与已报道的温度为150K时的结果基本一样.而在220K附近,导带的许多子峰消失,色散不再存在.这两个温度的实验结果与K₃C₆₀在200K存在取向相变相符合,并且可在反铁磁Ising模型基础上得到理解.这种模型的定量分析结果还首次对K₃C₆₀在200K的相变机理作出了解释,即相变是由低温下的一维无序取向结构转变为200K以上的双取向结构畴与无序分子(约占40%)的混合.室温光电子谱与低温下的结果显著不同,对应于C₆₀分子取向在室温附近的动态无序.     

α-LiIO3的高压同步辐射研究

通过原位下的高压同步辐射X光衍射技术,对具有六方结构的α-LiIO₃的相稳定性进行了研究,压力范围从0.1MPa到36.0GPa.实验表明在15.6GPa—23.8GPa压力区间,α-LiIO₃发生了结构相变.     

固体C60/PMMA的激发态吸收光限幅研究

应用五能级模型计算了C₆₀/PMMA的激发态吸收光限幅特性;采用调Q倍频Nd:YAG脉冲激光测量了C₆₀/PMMA的激发态吸收光限幅效应。理论和实验结果基本符合。     

FePc与TiO2(110)及C60界面电子结构研究

基于C₆₀受体和有机分子给体的太阳能电池是目前非常重要的一个研究热点, 利用同步辐射真空紫外光电子能谱(SRUPS) 技术研究了酞菁铁(FePc)与TiO₂(110)及C₆₀的界面电子结构, 以及FePc与C₆₀分子混合薄膜的电子结构. SRUPS价带谱显示, FePc沉积在化学计量比与还原态两种不同的TiO₂(110)表面时, FePc分子的HOMO能级均随FePc厚度的变化发生了移动, 而在化学计量比的TiO₂(110)表面位移较大, 同时发生界面能带弯曲, 说明存在从有机层向衬底的电子转移. 在FePc/C₆₀和C₆₀/FePc界面形成过程中, FePc与C₆₀分子的最高占据分子轨道(HOMO)位移大小基本相同. 由界面能级排列发现, 在FePc与C₆₀的混合薄膜中, FePc分子的HOMO与C₆₀分子的最高占据分子轨道能级差较大, 这有利于提高器件开路电压, 改善器件性能.     

CaCrO4与YCrO4的高压拉曼及晶体结构相变研究

利用原位高压拉曼散射的方法, 在6.0 GPa及3.0 GPa分别观察到锆石型化合物CaCrO4与YCrO4压力诱导的晶体结构相变。卸压后的拉曼光谱表明了结构相变的不可逆性。并且, 通过比较与实验的方法, 高压新相被确认为白钨矿相。在锆石-白钨矿相变中, 晶体对称性由I41/amd (No. 141, Z＝4)降低为I41/a (No. 88, Z＝4)。     

高压下LiB3O5晶体-非晶体相变的研究

 采用X射线粉末衍射和同步辐射能散X射线衍射技术，对LiB₃O₅（LBO）晶体进行了压致非晶化相变的研究，压力达45.1 GPa。实验结果表明，LBO存在两个中间相变，压力分别为5 GPa和15.8 GPa。而当压力增加到25~31.6 GPa时，LBO出现非晶态，这个非晶化相变是不可逆的。     

菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究

采用平面波赝势方法对菱铁矿FeCO₃高压下的晶体结构, 电子构型和电子结构进行了第一性原理计算研究. 研究过程中考虑了菱铁矿FeCO₃真实的反铁磁(AFM) 自旋有序态, 模拟静水压环境, 从零压逐步加压到500 GPa. 在40---50 GPa压力范围内, FeCO₃发生了从高自旋(HS) AFM态到低自旋(LS) 非磁性(NM) 态的磁性相变, 伴随着晶胞体积坍塌10.5%. FeCO₃在相变前后均是绝缘体, 但是相变后的LS-NM态的Fe²⁺ 离子的3d电子局域化程度更强, 能隙随着压力的进一步增大而逐步增大, 离化程度更高, 直到500 GPa没有发生金属绝缘体相变.     

C20分子异构体的电子态

使用量子化学从头计算方法优化了C₂₀分子三种异构体（环形、碗形和笼形）的单重和三重电子态几何结构。从优化的几何结构出发，由二阶微扰（MP2）方法得到的单点能给出了一个不符合Hund法则的结果，也就是三种异构体的能量都是单重电子态的最低。使用UHF波函数给出了三种异构体的总电荷密度和静电势，结果显示在笼形和碗形结构的中心区域存在负电荷。最后，本文分析了环形结构的成键特征。     

C60高压X射线衍射研究

 采用同步辐射X光源和能量色散法对高纯C₆₀粉末样品进行高压原位X光衍射实验。由金刚石对顶压砧高压装置（DAC）产生高压,用已知状态方程的Pt粉末作内标,由Pt的衍射数据确定样品压力,最高压力达30 GPa。实验结果表明：室温常压下原始C₆₀样品为面心立方结构,晶格常数a=1.420 86 nm。高压下C₆₀的结构有所变化：从p=13.7 GPa开始,(311)线发生劈裂,形成低对称相;随着压力增加,衍射线逐渐变宽,强度逐渐变弱,压力超过25 GPa,衍射背底隆起,C₆₀开始转化成非晶相;在30 GPa左右,衍射线条完全消失,标志着向非晶相转化过程的完成。人们也对C₆₀样品不同压力的高压“淬火”相进行了X光衍射实验。采用非静水压的装样方式,最高压力达44 GPa,结果在30 GPa以上,C₆₀也转变为非晶相。最后我们对C₆₀晶体的压致非晶化现象进行了初步的讨论。     

高压下ZnSe 纳米带的结构相变及拉曼散射研究

 利用高压原位角散X射线衍射实验研究了ZnSe纳米带的结构稳定性。发现样品在12.6 GPa 附近存在一个从立方闪锌矿型到立方岩盐矿型的结构相变,并且在相变点附近存在较大的体积收缩,相对体积变化率达13%。利用Birch-Murnaghan 状态方程拟合,得到了闪锌矿相的体弹模量约为56 GPa,略低于体材料的体弹模量（约67 GPa）;并得到其立方岩盐矿相的体弹模量约为116 GPa。高压拉曼散射实验结果表明,横光学声子模散射峰在5.5 GPa压力附近发生劈裂,纵光学声子模散射峰在12.8 GPa压力以上逐渐消失。根据角散实验的体弹模量数据,计算得到了闪锌矿相中对应不同声子模式的格林爱森常数。     

纳米硫化锌球壳的高压相变研究

 采用同步辐射能量色散X射线衍射（EDEX）技术和金刚石对顶砧高压装置,对纳米硫化锌球壳进行了原位高压X射线衍射实验。最高压力达33.3 GPa。常压下纳米硫化锌球壳为纤锌矿结构和闪锌矿结构共存的混相结构。压力达到11.2 GPa时,纳米硫化锌空心球中的纤锌矿结构全部转变为闪锌矿结构。压力达到16.0 GPa时,发生了由闪锌矿结构向岩盐矿结构的相变,在17.5 GPa和21.0 GPa时分别出现未知峰,33.3 GPa时基本完全转变为岩盐矿结构。两个相变均为可逆相变。     

电子束蒸发法制备ZrO2薄膜的相变模型分析

 用电子束蒸发方法制备了纯的ZrO₂薄膜和含Y₂O₃摩尔分数为7%和13%的ZrO₂薄膜,即YSZ薄膜,通过测定薄膜的损伤阈值来验证温度诱导相变模型;并用X射线衍射（XRD）来测定ZrO₂和YSZ镀膜材料和薄膜的结构特征。结果表明：ZrO₂镀膜材料和薄膜室温下都表现为单斜相,YSZ镀膜材料和薄膜室温下都以立方相存在;YSZ薄膜的损伤阈值远高于ZrO₂薄膜的损伤阈值,这是因为添加Y₂O₃后的YSZ材料的相比较稳定,在蒸发过程中不会发生相变,而ZrO₂材料则发生相变,产生缺陷,缺陷在激光作用下成为吸收中心和初始破坏点,导致ZrO₂薄膜的损伤阈值降低。     

Pb0.8Sn0.2Te晶体高压相变的X射线衍射研究

 利用X射线粉末衍射方法，在室温高压下观察到了Pb_0.8Sn_0.2Te晶体的压致相变现象。实验是在DAC高压装置上完成的，压力从零逐步加至25.2 GPa。在常温常压下，Pb_0.8Sn_0.2Te具有fcc结构。从实验结果看到，有两个结构相变存在，分别在压力为6.1 GPa和14.9 GPa附近。我们认为，前一个结构相变与Pb_0.8Sn_0.2Te晶体的金属化有密切关系。实验分别从10.0 GPa和25.2 GPa降压至零，发现相变均是可逆的。     

介孔SiO2纳米棒的制备及其表面锚接金纳米粒子

 以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备出SiO₂纳米粒子,应用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线能谱仪研究了粒子的性能。结果表明：所得产物是具有周期性规则介孔的棒状粒子,长径比随着硅源、模板剂和分散剂浓度的降低而减小;向反应体系中引入乙醇,随着乙醇与水的体积比例的增加,粒子由棒状向球状转变,进而形成不规则絮状凝聚体。用硅烷化技术对SiO₂纳米棒表面进行修饰后吸附平均粒径3.7 nm的金种子,再用多轮生长法使种子长大,经过30轮生长,种子平均粒径增大至59 nm,得到了SiO₂-Au复合纳米体系。透射电镜和紫外-可见分光光度计分析结果表明：金纳米粒子锚接在SiO₂纳米棒表面的某些点位,呈分散分布;复合体系表现出强烈的金的表面等离子体共振吸收峰,该峰随着金粒子的粒径增大,在500~700 nm波段内红移。     

CaF2纳米晶粒结构相变行为的尺寸依赖性（英文）

利用原位高压同步辐射X射线衍射方法,对尺寸为11 nm的CaF₂纳米晶粒进行高压结构相变和压缩特性研究。当压力为12 GPa时,观察到由萤石结构向α-PbCl₂结构转变的一次相变,该相变压力点远高于体材料,但略低于粒径更小的CaF₂纳米晶体。相比体材料,纳米尺寸的CaF₂样品的体弹模量更大,说明其更难被压缩。当压力释放至常压时,11 nm的CaF₂纳米晶粒的α-PbCl₂型亚稳相结构被保留下来,相变不可逆。分析了影响11 nm CaF₂纳米晶粒独特高压行为的原因,判定尺寸效应为主要因素,该尺寸下较高的表面能导致结构稳定性增强和体积模量增加。     

La2Zr2O7:Eu3+纳米棒的合成、表征及其荧光性能

采用传统固相法和水热法成功地制备出棒状La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉. 利用X射线粉末衍射仪、透射电镜和荧光光谱仪等分析了产物的结构、形貌和发光特性. 结果表明红色荧光粉La₂Zr₂O₇:Eu³⁺有良好的晶相,属于立方结构,空间点群为Fd3m; 其形貌主要为纳米棒, 平均直径约47 nm, 长度为50～700 nm. 并对纳米棒的生长机理进行了探讨. 在466 nm蓝光激发下,La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉能发射出Eu³⁺的特征红色荧光,发射主峰位于616 nm处,归属于Eu³⁺的⁵DO_→⁷F2_{超灵敏电偶极跃迁.此外,在产物的发射光谱中能够观察到⁵D}1_→⁷FJ _{(J=0, 1, 2)跃迁和⁵D}1_→⁷FJ _{(J=1, 2, 4)跃迁的劈裂峰,这说明Eu³⁺处在低对称性的晶体场格位中.}     

C60在冲击波作用下的反应研究

 采用爆轰波驱动飞片,对C₆₀样品进行冲击实验,实验产生的烟灰经甲苯萃取后,采用高效液相色谱进行成份分析。结果表明：冲击波的高温高压作用使C₆₀样品大部分分解,少部分形成高碳富勒烯、富勒烯包合物和其它碳簇产物。研究了不同冲击波作用下,C₆₀样品的压强、温度的变化及对C₆₀反应的影响,并对C₆₀的分解与聚合的作用机理进行了探讨。     

Au电极连接富勒烯C32分子的电子结构与传输特性

采用基于密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)的第一性原理方法对富勒烯C₃₂分子及在C₃₂分子的距离最远的两个碳原子处连接Au(1,1,1)电极的分子器件进行了电子结构和电子输运性质的研究.考虑到中间分子与Au电极间距离变化的情况,通过计算得出了在不同距离下分子器件的电子传输谱和I-V特性,分析了各器件的电子结构和电子输运特性产生的原因,并分析了电极与中间分子的连接距离及门电压对分子器件电子输运的影响.得出了电极与所连接的中间分子之