重离子轰击过的MoS2表面的扫描隧道显微镜观测

本文使用SSX-1A型扫描隧道显微镜(STM),观察了由13.4MeV/N的Au轰击过的MoS₂样品表面.为有更多机会得到损伤象,使用了较高离子注量(1×10¹³cm^-2),得到了多幅不同面积的原子分辨清晰的STM象.在同一幅图象中既有规则的原子排列,又存在着离子轰击造成的损伤径迹.经Fourier变换掩模处理后的图象,发现高出的表面和坑底都有局部小范围有规则的原子排列.入射离子数与坑数大体上有一对一的关系.     

单壁碳纳米管及其电学特性研究

制造和提纯了单壁碳纳米管 (SWCNTs) ,用水溶胶体将其竖直地组装在Au薄膜表面 .用此组装技术制造了扫描隧道显微镜 (STM)的针尖 ,成功地观测到了Au晶粒的形貌像和高定向石墨 (HOPG)的原子像 .将单根SWCNT组装在W尖前端 ,置于场发射显微镜 (FEM)系统中 ,观察到了SWCNT开口端的碳原子电子发射像 .测量了站立在Au表面SWCNT的电学特性 .其电子态分布 ,有的呈现半导体特性 ,有的为金属特性 .这种组装技术可用于制造高亮度相干电子源、高分辨场发射显示器、高性能的扫描探针显微镜 (SPM)针尖和组装纳米电子器件等 .     

布基管和布基洋葱的结构及生长机理的研究

利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和扫描隧道显微镜(STM),对布基管和布基洋葱的形貌、结构、生长机理进行了研究。结果表明采用垂直下落武装置制备布基管具有较大的产率,TEM的观察得到了布基管各种部位的横截面TEM象,报道了几种特殊结构的布基管和布基洋葱,分析了造成布基管形貌变化的原因,提出了布基管和布基洋葱生长过程的模板作用,提出在无定形石墨和布基管之间存在过渡态结构的观点,STM的研究结构获得了椅式布基管表面的原子象。     

扫描隧道显微镜下Cu-Zn-Al合金贝氏体组织的研究

在大气环境下用扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,简称STM)对Cu-Zn-Al合金的贝氏体组织进行了研究,发现在此类置换式固溶型的贝氏体中存在亚单元结构,亚单元形状规则并呈有规律的排列,表明它们确实是贝氏体内部的精细结构,并与贝氏体形成机制密切相关,实验重复性好,图象清晰,说明STM用于研究有色合金的贝氏体组织及相变是可行的。     

用STM研究金属间化合物脆断表面的纳米尺度特征与分形维数

用扫描隧道显微镜(STM)在纳米尺度研究了Ti₃Al,Ti-24Al-11Nb合金脆断表面特征,确定了STM在纳米尺度测量材料断裂表面分形维数的方法及原理,并用来测量了上面两种合金脆断表面的分形维数D_F。结果表明:在纳米尺度的断口特征与用SEM在微米尺度观察到的断口形貌非常相似,具有典型的解理脆断特征,观察到了纳米数量级解理台阶,断裂表面在纳米尺度上存在分形结构,但不同断裂方向的分形维数D_F不相同,Ti-24Al-11Nb合金的分形维数高于Ti₃Al合金的分形维数。研究表明使用STM并采用连续拓扑结构分形方法研究固体断裂中的原子过程以及用分形维数来描述材料的微观结构是很有可能的.     

利用介孔材料制备碳纳米管的形貌、结构和Raman散射研究

以碳氢气体为反应物,利用化学气相沉积方法,在不同的衬底上制备了碳纳米管。研究了不同衬底对碳纳米管生长方式的影响。对碳纳米管的形貌和结构进行了观察研究,在介孔二氧化硅衬底上制备了取向生长的碳纳米管。碳纳米管具有很高的密度和纯度。研究了取向碳纳米管的Raman谱,分析了碳纳米管的Raman共振特性与其微观结构的关系。     

铁磁超细微粒的表面磁性

用MS-Xα方法研究了Ni_n(n =2～6)团簇的电子结构和原子磁矩. 与晶体镍相比,有些团簇磁性明显增强,有些磁性明显减弱,有些则呈现出亚铁磁性. 分析发现,团簇的对称性对磁矩有着非常重要的影响. 对称性相似的团簇,磁矩大小也相仿. 仅有极少数原子的小团簇磁矩与团簇尺寸不存在递减或递增的规律性. 其原因是对于小团簇,增减一个原子可以引起对称性的根本变化. 超细微粒表面层由对称性较低的不同多面体构成,多面体排列复杂,整个表面层呈短程有序. 计算结果很好地解释了长期存在的表面磁性异常现象.     

铸铁的价电子结构及元素石墨化行为的判据

计算了常用合金元素在铸铁相中的价电子结构.取相结构中最强共价键的键能为结构形成因子“S”,揭示了合金元素原子的电子结构与平衡凝固、非平衡凝固及石墨化的关系.以石墨的结构形成因子及渗碳体最强共价键上的n_A为临界值,提出了合金元素石墨化行为的判据.将此判据用于常用的合金元素,发现理论与实际符合得极好.     

Pr6Fe13Ge磁结构的M(o)ssbauer谱和中子衍射

通过磁性测量、M(o)ssbauer谱和中子衍射研究了室温下Pr6Fe13Ge的磁结构.磁性原子集中分布在z=0和z=1/2镜面的两侧,被z=1/4,3/4处的非磁性原子分割成M(磁性)/NM(非磁性)/M(磁性)排列的三明治结构.磁性层M内磁矩为共线铁磁耦合,磁矩方向少量偏离ab面,形成小的c轴方向的分量;层与层之间,ab面内的磁矩分量为反铁磁耦合,而c轴方向的分量为铁磁耦合.     

复合超疏水表面制备及其上液滴运动特性研究

采用光刻法制备出微米尺度的硅微方柱结构,并利用化学气相沉积的方法在其上可控地生长定向碳纳米管,由此制备出具有可控比例微纳二级结构的超疏水表面.通过扫描电子显微镜(SEM)测量和接触角、滚动角测试的方法对具有不同微纳结构比例及尺寸的表面形貌和性能进行探查和测试,对制备过程中参数的选择做出了优化处理.得到了表面性质均匀、稳定的二级结构超疏水表面.通过粒子图像测速(PIV)的方法测量在结构表面滚动液滴的内部流动形态,并与一级结构表面进行对比.分析并总结了该文中表面的疏水机理及表面微纳结构比例、形态、尺寸等因素对疏水性能的影响.     

独柱式桥塔在冲击作用下的弹塑性时程分析

建立了独柱式桥塔结构的弹塑性动力学模型,并选择了脉冲荷载对结构进行加载计算。计算结果表明,桥塔结构受冲击作用后,层间残余位移的分布情况与冲击荷载作用位置有关。桥塔各部位的层间位移对冲击荷载的敏感性不同。相比塔的中部,塔的顶部和底部的层间位移对冲击荷载的敏感性更高。     

液态金属急冷过程中原子团簇结构形成与转变特性模拟

对于由50000个液态金属原子系统的急冷过程进行了分子动力学模拟研究,比较深入地考察了微观结构组态的变化.特别采用原子成团类型指数法,分析了液态金属原子形成原子团及团簇结构的演变过程.发现系统中的大团簇结构是由小团簇（由几个小原子团结合组成）相互连接而成,而不是以某一个原子为中心按一定规则堆积起来的多壳层结构.随着温度的下降,原子团重复出现的几率将大为增加,显示出原子团确实具有一定的相对稳定性和延续性（即遗传效应）.这对于深入理解液态金属的凝固过程、非晶态结构的短程有序区及无序稀疏区的形成机制及其微观过程,将有重要的启示作用.     

Cu1-xAux固溶体原子近邻结构的EXAFS研究

本文用扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)研究了Cu_1-xAu_x固溶体中Cu,Au原子近邻结构.文中分别给出了不同成分时Cu-Cu,Au-Au和Au-Cu 原子对间距,发现它们与成分有着各自不同的依赖关系.表明了Cu_1-xAu_x固溶体中结构畸变的特征.由各原子对的间距计算出的合金平均原子间距随成分的变化与X射线衍射测量的结果一致,对Vegard定律有正偏离.文中还讨论了原子近邻间距的变化对这种偏离的影响.结果也表明,Cu_1-xAu_x固溶体中Cu原子有较大的无序度.此外,文中还对EXAFS数据处理和误差分析做了仔细的考虑和一些新的尝试.     

铁中刃型位错芯的电子结构

本文基于弹性应力场理论对位错中心进行了点阵修正,建立了刃型位错芯的初始原子坐标,并以此为基础,用分子动力学方法进行自洽计算,给出了弛豫后的位错芯的原子组态.又从弛豫修正的原子坐标出发,用Recursion 方法计算了体系的电子结构,发现刃型位错导致简并量子态分裂、Fermi能级移动;同时还给出了由形变引起的Fermi能级的变化△E_F(r),并基于△E_F(r)表式计算了位错芯态的电荷分布,预期了位错芯对杂质的俘获作用。     

金属Cu的电子结构和物理性质

本文介绍一种以单原子状态代替单电子状态和以多原子相互作用的势能函数代替Schrodinger方程的方法,以便对金属和合金的结构和性质进行系统的分析。纯金属的原子状态可由若干遵守Pauli不相容原理的基本原子态组成,通过自洽方法确定金属Cu的电子结构是(3d_n)^4.89(3d_c)^4.77(4s_f)^1.34.与这种电子结构相应的多种性质理论值,如晶格常数、结合能、体弹性模量和热膨胀系数随温度的变化都与实验值符合很好。     

Pr6Fe13Ge磁结构的Mossbauer谱和中子衍射

通过磁性测量、Mossbauer谱和中子衍射研究了室温下Pr₆Fe₁₃Ge的磁结构 .磁性原子集中分布在z=0和z=1 / 2镜面的两侧 ,被z=1 / 4 ,3/ 4处的非磁性原子分割成M(磁性 ) /NM(非磁性 ) /M(磁性 )排列的三明治结构 .磁性层M内磁矩为共线铁磁耦合 ,磁矩方向少量偏离ab面 ,形成小的c轴方向的分量 ;层与层之间 ,ab面内的磁矩分量为反铁磁耦合 ,而c轴方向的分量为铁磁耦合     

原子位形几率波理论的应用——复合钙钛矿材料的有序结构类型

本文应用原子位形几率波理论,研究了复合钙钛矿结构形成最稳定超晶格的原子排列,首次从理论上得到七种基本有序结构,并同已知的实验结果作了比较。     

用对向靶溅射法外延生长La-Ca-Mn-O巨磁阻单晶薄膜 *

用对向靶溅射法(FTS)在(110)NdGaO₃基板上外延生长出La-Ca-Mn-O(LCMO)单晶薄膜,其三维晶体结构用高分辨率双晶X射线衍射技术(DCD)和掠面衍射技术(GID)分析,薄膜表面形貌用原子力显微镜(AFM)测量.结果表明,薄膜有c轴位于薄膜平面的类钙钛矿结构,所有已测量X射线衍射峰的摇摆曲线的半高宽度均约为0.01°,这是迄今报道过的陶瓷薄膜的最小结构参数.AFM图象清楚表明薄膜为单原子层状生长,表面原子层台阶高度为0.195nm.台阶宽度为360～400nm.台阶边缘沿(001)方向.原位生长的薄膜已具有较大的巨磁阻效应.     

一维纳米材料的合成及显微结构 *

利用脉冲激光方法成功地制备了硅的一维纳米线(SiNW )和氮化硼纳米管(BN -NTs) .该方法合成的一维纳米材料具有产量大 ,纯度高 ,直径均匀等特点 .利用透射电子显微镜对这些一维纳米材料的微观结构进行了表征 .观察到硅纳米线中存在微孪晶、堆垛层错、小角晶界等高密度的结构缺陷 .并且发现这些结构缺陷与硅纳米线的生长和形貌有着密切的关系 .BN -NTs主要为单层管 ,管的表面光滑而没有吸附物 ,单层管的形成可归结为在催化剂的作用下管的轴向生长速度远大于横向生长所致 .     

提高水分子流出纳米碳管速度的特殊水分子偶极排布研究

使用分子动力学的方法,研究了水分子进出狭窄碳纳米管的过程．发现管口处水分子的偶极垂直于碳管时容易流出碳管．根据碳管中与之相邻的水分子的偶极方向可以把这种特殊构型分为2类．虽然,这2类特殊结构的出现概率非常小,但是它们对净流过碳管水分子的贡献与其它结构的贡献基本相同．这2种偶极排布中水分子比较接近管壁、远离Lennard-Jones势的平衡位置,导致这2种偶极排布中水分子能量升高,处于相对不稳定的状态,容易流出碳管．这个发现表明可以通过调控碳纳米管内的水分偶极方向控制管内的水分子流动．