Na_2MoO_4·2H_2O晶体及其熔体结构的温致变化

利用原位高温拉曼光谱技术并结合理论计算对Na_2MoO_4·2H_2O(NMHO)晶体的脱水、相变以及熔融过程中的振动特性以及微结构变化进行了系统研究。结果显示在373K,正交NMHO晶体脱水形成对称性更高的立方α-Na_2MoO_4(NMO);随着温度升高,α-NMO经历了如下相变:α→β→γ→δ;对已知晶型的NMHO、α-、γ-NMO晶体及熔体拉曼光谱分别进行了密度泛函理论和量子化学从头计算模拟并根据计算结果对振动模式进行了归属。     

Ca2P2O7温致相变的拉曼光谱研究

本文采用高温原位拉曼光谱研究了冷却方式对焦磷酸钙相变及其晶型制备的影响, 并结合第一性原理计算, 解析了α与β焦磷酸钙晶体的拉曼振动归属。研究表明, 从相变点之上快冷至室温可得到α焦磷酸钙; 当焦磷酸钙在1373 K保温时发生相变, 并进一步缓冷得到β焦磷酸钙; 而当在1373 K保温快冷可得到α与β的混合相, 混合相中各组分含量由相变点保温时间和冷却速率有关。高温原位拉曼光谱能原位观察无机材料制备过程中相的变化。     

BaB_2O_4低温相单晶体的生长及其相关体系相图的研究

本文用差热分析和X射线衍射等方法研究了BaO-Na_2O-B_2O_3三元系的两个截面:BaB_2O_4-Na_2B_2O_4和BaB_2O_4-Na_2O赝二元系的相平衡关系。BaB_2O_4-Na_2B_2O_4属共晶体系,其共晶温度为826±3℃。在BaB_2O_4-Na_2O体系中发现一个新化合物BaB_2O_4·Na_2O,该化合物在846±3℃同成分熔化。BaB_2O_4·Na_2O对BaB_2O_4和Na_2O均为共晶体系,其共晶温度分别为755±3℃和573±3℃。并根据所得的结果,分别以15mol％Na_2O和13mol％Na_2B_2O_4为助熔剂,用提拉法培养出2×4×6mm~3和2×4×8mm~3的低温相BaB_2O_4单晶体。     

六方晶型MgTiO3温致微结构变化及其原位拉曼光谱研究

采用固相烧结法制备了六方晶型结构的MgTiO₃粉体. 经高温原位X射线衍射分析(293-1473 K)进行了表征与确认,获得了晶胞参数及其随温度的变化,测量了高温原位拉曼光谱(273-1623 K),并运用第一性原理理论计算方法对应核实了拉曼谱峰的归属. 结果表明,随着温度升高,MgTiO₃晶面间距和晶格常数增大,从而反映对于拉曼光谱较为敏感的键长和键角的变化;温致拉曼位移可以反映Ti-O,Mg-O等键长以及Ti-O-Ti,Ti-O-Mg与Mg-O-Mg等键角随温度的细微变化,相关关系则独立于温度,有效提升了原位拉曼光谱微探针诊断技术的分析能力;拉曼谱峰随温度升高而展宽,表明原子瞬间运动振幅加剧,弥散性增加,稳定性有所下降,但仍维持六方晶型. 关键词： 3')" href="#">MgTiO₃ 微结构 拉曼光谱 高温     

γ-Cu2(OH)3Cl的常压及高压拉曼光谱研究

γ-Cu_2(OH)_3Cl是羟基氯化铜的同分异构体之一,在自然界中广泛存在。不仅可以用作生物铜营养添加剂,还具有非常奇异的磁性质。本研究利用水热合成法,制备出羟基氯化铜晶体clinoatacamite(斜氯铜矿,γ-Cu_2(OH)_3Cl)。首先在常压下进行了拉曼光谱测试,将频率分为低频区和中频区,对波段内的谱带进行了详细的归因和划分。又进行了原位高压拉曼散射光谱测试,最高压力达到了17.8 GPa,研究了γ-Cu_2(OH)_3Cl在高压下的晶格振动和晶体结构演化行为。研究了拉曼振动模式随压力变化的现象,对拉曼频谱图中的红移现象进行了分析和解释。本研究可以为含铜营养素的光谱学标定和指认提供基础理论和数据。     

γ-氨基丁酸和苯甲酸共晶体及其形成条件的振动光谱分析

使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)技术在室温下对γ-氨基丁酸(GABA)、苯甲酸(BA)及其研磨和溶剂共晶体进行表征分析。FTIR,FT-Raman及THz光谱都能够分辨原料物质及GABA-BA共晶体。其中THz实验结果显示了GABA-BA研磨和溶剂共晶体位于0.93,1.33,1.57THz的吸收峰明显区别于原料物质,这体现了不同物质在THz波段具有明显的指纹特征。为确认GABA-BA共晶体的晶型结构,分别采用FTIR和FT-Raman光谱进行光谱归属。通过FTIR的光谱归属推断GABA-BA共晶体由GABA中的氨基H_23和BA中的羰基O1构成第一个氢键,氨基中的N18结合BA中的羟基H15形成第二个氢键。FT-Raman光谱中,原料物质GABA中位于576,886,1 250,1 283,1 337,1 423和1 470cm~(-1)处归属于—CH_2,—NH_2弯曲振动的Raman散射峰在GABA-BA共晶体内消失,判定GABA中的氮原子N18亦可作为氢键受体,从而验证了GABA-BA共晶体的晶型结构。此外,为了进一步说明溶剂pH值对GABA-BA共晶体的形成条件的影响,利用THz-TDS,FT-Raman光谱确认了该共晶体在溶剂条件2.00≤pH≤7.20可稳定地生成。这一研究结果同时也为利用THz-TDS,FTRaman光谱技术辨别固体物质晶型结构、晶型形成条件提供了实验及理论依据。     

Sn掺杂的纳米TiO_2的拉曼散射

本文主要利用拉曼光谱研究一组在合成过程中掺入了不同浓度锡的纳米二氧化钛样品,确定其从锐钛矿结构到金红石型结构的转变,进而分析其金红石型结构的形成。拉曼光谱测试表明,晶型导向剂SnO2的引入促使金红石型TiO2在较低的反应温度下形成,高温合成条件的免除使我们获得了很好的纳米级的金红石型TiO2晶体。此晶体具有有趣的包覆型结构,金红石型TiO2纳米晶体内包含着同结构的SnO2籽晶。分析其成因,在结晶过程中,掺入的杂质原子Sn4+与O2-结合,先沉积出金红石型结构的SnO2作籽晶,金红石型结构的SnO2和同样结构的TiO2晶格常数十分接近,促使了TiO2在它表面外延生长,形成金红石结构的包覆纳米晶。     

二硫化铼的原位高压偏振拉曼光谱

高压调控是一种能够对材料的结构、电学、光学等物理特性实现高效、连续且可逆变化的实验手段;拉曼光谱则是一种能够对材料的晶相等结构信息实现精准、快速、无损分析的研究方法.本文结合了金刚石对顶砧高压技术和原位偏振拉曼光谱技术,对二硫化铼(ReS₂)晶体的拉曼振动模式随压强的演变过程进行了深入研究.实验发现ReS₂的常压相(1T’)在3.04 GPa的压强下转变为一个扭曲1T’相,继而在14.24 GPa压强下发生了Re₄原子簇的层内形变,并且在22.08和25.76 GPa分别发生了不同方向的层间无序叠加向有序叠加的转变.这一系列独特的实验现象充分展现了该二维材料的面内各向异性,并证实ReS₂晶体的各向异性随压强的增加而变得愈发显著.本文研究表明压强在调节材料性能方面的关键作用,揭示了ReS₂晶体在制备各向异性光学器件和光电器件等方面的潜力.     

Li2B4O7晶体及其熔体结构的拉曼光谱研究

采用高温原位拉曼光谱技术,研究了Li₂B₄O₇从常温至1 373 K温度范围内的拉曼光谱。在升温过程中,晶体的拉曼光谱出现展宽和红移现象,且强度降低。晶体熔化时,由2个[BO₄]和2个[BO₃]组成的[B₄O₉]环状结构转变成(B₃O₆)3- 六元环和[BO₃]结构,[BO₄]结构减少直至消失。基于密度泛函理论,计算了Li₂B₄O₇晶体的拉曼光谱,对其振动模式进行了分析归属。利用量子化学从头计算法计算了由[B₃O₆-BO₃]为基础相互连接形成的x(Li₂B₄O₇)(x=2, 3, …, 9)的环状团簇模型的拉曼光谱,对Li₂B₄O₇熔体的结构进行了模拟分析。计算结果表明Li₂B₄O₇熔体的阴离子基元为三个(B₃O₆-BO₃)组成的大三元环超级结构。     

硼酸钙氧钆单晶的振动光谱

本文采用提拉法生长了硼酸钙氧钆GdCa4O(BO3)3(简称GdCOB)晶体,测定了晶体在不同几何配置下的拉曼光谱,并与三硼酸钙氧钇YCa4O(BO3)3(简称YCOB)晶体进行了比较,讨论了稀土元素对拉曼光谱的影响。由于钆和钇原子半径的差别和镧系稀土元素的晶场效应,使GdCOB晶体的部分拉曼谱线存在红移,从拉曼光谱随方向的变化可知晶体有很强的各向异性;从拉曼光谱的强度可知晶体有较强的非线性光学性质。实验可知其非线性光学特性主要来自硼氧三角形而不是氧八面体的畸变。     

大晶格替代型激光晶体GGG的拉曼散射研究

新的大晶格替代型激光晶体Gd_3Ga_(5-x-y)Mg_xZr_yO_(12)和Gd_(3-x)Ca_xGa_(5-y-x)Mg_yZr_xO_(12)的拉曼光谱最近已研究过。与不替代的Gd_3Ga_5O_(12)晶体的拉曼光谱相比很明显的拉曼谱线增宽表现了与非晶不同的一种无序性。这种无序性对于荧光谱线均匀宽度的影响的研究,可能对理解激光晶体的发光性质是很重要的。     

叠氮化钠原位高压拉曼光谱研究

在室温条件下,利用金刚石对顶砧高压技术对叠氮化钠进行了原位高压拉曼光谱研究,采用红宝石荧光压标测压,实验的最高压力为37.7GPa。实验压力范围内拉曼光谱随压力增加发生了丰富的变化。由于多处拉曼峰的出现和消失并伴随频移有拐点,我们判断叠氮化钠在0~0.4GPa时发生了第一次结构相变,在相变过程中叠氮根的天平振动模式(Eg)出现了振动模式分裂为Ag和Bg,并且伴随着叠氮根离子之间的电荷转移。随着压力继续增加,在14.1GPa和27.3GPa分别发生了第二次和第三次结构相变。压致相变的路径为β-NaN_3→α-NaN_3→γ-NaN_3→δ-NaN_3。我们的拉曼散射研究,证实了此前的XRD研究。此外,结合计算,我们对常压下β-NaN_3的拉曼振动进行了指认。     

高压固相复分解反应法合成GaN晶体的拉曼散射研究

高压固相复分解(HPSSM)反应法是一种新型的金属氮化物合成方法。本文对HPSSM法合成的GaN晶体进行了高压、高温和低温原位拉曼散射研究。给出了HPSSM GaN各拉曼振动模的Grüneisen参数以及一阶拉曼频移和拉曼模半峰宽随温度变化的关系。通过SCM空间相关模型对常温常压下GaN晶体拉曼光谱拟合,得到其空间关联长度;并利用三声子耦合模型拟合变温拉曼光谱。实验所获得的物理参数同MOCVD GaN的参数进行了比较。     

拉曼光谱方法研究SiC晶体的晶型

本文采用拉曼光谱方法对改进Lely生长法制备的SiC单晶的结构进行了分析,结果表明:晶体的结构为6H,样品的内部缺陷较多,其中存在4H-SiC。另外我们还测量了SiC晶体的高阶拉曼谱,并对其进行了分析归属。从分析结果来看拉曼光谱是研究SiC的晶体结构和生长质量有效快捷的方法。     

掺磷TiO_2优化TiO_2/MBA/Ag三明治结构的SERS性能

本文以磷酸为磷源,通过溶胶水热法制备磷掺杂TiO_2,利用Lee和Meisel的方法制备银溶胶,以4-巯基苯甲酸(MBA)为探针分子,通过构建TiO_2/MBA/Ag三明治结构,研究磷掺杂二氧化钛对该基底表面增强拉曼(SERS)性能的提升。通过TEM、XRD、XPS、DRS和拉曼光谱图表征二氧化钛的形貌结构、化学组成、光学和拉曼性能,结果表明,制备出的磷掺杂二氧化钛为锐钛矿型纳米颗粒,粒径范围6~12nm,XPS显示磷以P~(5+)替代了Ti~(4+),形成O-P-O键掺入TiO_2的晶格中,当磷的掺杂量在1.77%时,TiO_2/MBA/Ag三明治体系具有最佳的SERS信号,这是因为适量的磷掺杂降低了TiO_2的能带间隙,丰富TiO_2的表面态,这能促进TiO_2向MBA分子的电荷转移。     

硅酸盐玻璃和熔体结构的拉曼光谱定量解析

采用核磁共振谱和拉曼光谱对不同Na_2O浓度的系列二元钠硅酸盐玻璃进行了测定。采用精细结构Q_i~(jklm)对所得的核磁共振谱进行分峰拟合,得到不同Q_i~(jklm)结构在核磁共振谱中的化学位移和相对含量以及初级结构Q_i的相对含量。此外,通过构建系列硅酸盐玻璃和熔体中存在的团簇结构模型,采用量子化学从头计算方法模拟团簇的振动波数和拉曼活性,获取拉曼光谱散射截面函数。结果表明,开发的拉曼光谱定量方法与核磁共振方法在硅酸盐玻璃结构的解析上吻合良好,实验也表明适合高温原位检测的拉曼光谱技术可以实现硅酸盐熔体结构的定量解析。     

掺入Ni~(2+)和V~(3+)对α-Al_2O_3晶体光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了V3+∶α-Al2O3和Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量,研究了掺入两种互补态离子Ni2+和V3+对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响,理论计算值和实验值相符.研究发现:掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数,但改变了能级间距;掺杂也没有改变晶体的对称性,但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变;Ni2+∶α-Al2O3晶体局域结构的伸长畸变量大于V3+∶α-Al2O3晶体,键角的变化量小于V3+∶α-Al2O3晶体.     

方解石高压相变的拉曼光谱研究

应用金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了方解石-Ⅰ在静水高压作用下相转变为方解石-Ⅲ的过程.结果表明,压力增大的过程中,方解石-Ⅰ晶体的三个拉曼特征峰均向高频移动;在1 103 MPa条件下,体系中的水介质结冰,冰点处方解石-Ⅰ晶体性质没有变化;继续加压至1 752 MPa时矿物的拉曼特征峰发生了突变,表明晶体由方解石-Ⅰ相转变为方解石-Ⅲ相中的的A型方解石;相变后矿物的拉曼特征峰显示了从矿物内部向边缘的过渡中,相变程度逐渐增大的趋势;该研究也体现了金刚石压腔结合拉曼光谱技术在定性分析矿物结构相变过程中原位测试的优势.     

天然流体包裹体中甲烷水合物生成条件原位变温拉曼光谱研究

准确获取流体包裹体中气体水合物的生成条件一直是传统包裹体分析方法面临的一个难题。文章采用原位拉曼光谱技术分析了天然流体包裹体中甲烷水合物的生成条件。并由常温拉曼光谱分析表明,研究流体包裹体的流体组成为CH4-H2O体系。通过三种方法控制实验温度的变化,在第三种方法实验条件下获得了-170 ℃时甲烷水合物与冰的拉曼光谱,逐渐升温原位观测甲烷水合物的消失温度。原位拉曼光谱检测结果表明,研究包裹体中甲烷水合物的生成温度为7.5 ℃。结合CH4-H2O体系水合物形成条件相平衡计算,得到包裹体中甲烷水合物生成时的压力为5.587 3 MPa。研究结果表明,原位拉曼光谱技术是准确获取流体包裹体种气体水合物生成条件的一种有效方法。     

拉曼技术应用于雌激素检测的研究

应用RM-200型便携式拉曼光谱仪,对17β-雌二醇(C18 H24 O2)、雌三醇(C18 H24O3)和乙烯雌酚(C18 H20 O2)三种激素类药品进行拉曼光谱检测.并对三种雌激素进行了分析比对和模拟计算,对其中较难检测的乙烯雌酚,应用表面增强拉曼光谱技术获得了其拉曼光谱.结果表明,拉曼技术可以快速准确的定性检测...