α-LiIO3的导电和介电特性的理论分析

本文考虑到α-LiIO₃电导的强烈各向异性,利用一维Debye-Hückel方程和泊松方程,导出了表观直流电导率,解释了文献[1]中有关α-LiIO₃的各种静态电导特性。推导中假设晶体界面处的电流由速率过程决定,并考虑了晶体两端的不对称性(电极性)。并援引文献[2]中有关动态介电常数的结果,部分解释了文献[1]中有关α-LiIO₃在加直流偏压场和不加偏压场的介电行为。文中指出,文献[3]中提到的联结α-LiIO₃晶体两极性面观察到持续不变的微弱电流,以及我们实验室观察到成极的铁电晶体铌酸锶钡也有同样现象,均来源于晶体极性电动势。这一电动势与晶体的自发极化P_s同时存在。     

α-LiIO3单晶体在静电场作用下X射线双晶衍射的研究

本文用X射线双晶摄谱仪观察了α-LiIO₃单晶体的不同晶面在各种方式外加电压作用下,双晶衍射曲线半高宽W,最大反射系数k_B(0)以及积分反射能力R的变化。对于k_B(0)随所加电压和加电压时间的改变有一最大值的现象,我们提出了α-LiIO₃单晶体在静电场作用下IO₃^-离子沿z轴移动和绕z轴转动的可能解释。     

外加热型金刚石对顶压砧高压装置及高温下的压力测量

 本文报导了一种外加热型金刚石对顶压砧装置的高温高压技术，装置的压力可达20 GPa，温度可达350 ℃。采用本装置对六角结构的α-LiIO₃进行了高温高压X射线衍射实验，获得的四方结构高压相与用淬火卸压所得的ε相结构一致；建立了高温下的红宝石测试技术。发现可以根据由此法测定的Δγ_p-T曲线初步判别样品是否存在伴随有体积变化的结构相变，并可估计出该相变的压力、温度范围及相变造成的压力下降值。     

准静水压条件下SrF2的X射线衍射

利用同步辐射能量色散X射线衍射技术对SrF₂进行了高压相变实验研究. 实验以Ar作为传压介质, 以获得准静水压条件. 实验用红宝石荧光法标定样品压力, 得到的最高压力为44.2GPa. 在实验压力范围内, SrF₂在11.2GPa时发生了从立方晶系到正交晶系的相变, 通过拟合相变前后的P-V状态 方程, 得到立方SrF₂的体弹模量为70.0(5.0)GPa, 正交SrF₂的体弹模量为198.3(15.2)GPa. 卸压到零压时, SrF₂回到立方相结构.     

z切LiTaO3单晶的冲击相变研究

利用二级轻气炮加载下的冲击Hugoniot线(冲击波速度D-粒子速度u关系)和粒子速度剖面测量，结合基于密度泛函理论的平面波赝势计算研究了z切LiTaO₃单晶的高压相变.实验发现，D-u关系在u=0.95km/s附近出现明显拐折；实测波剖面中25.9 GPa和32.6 GPa时观测到弹-塑性双波结构，而终态压力为42.7 GPa和53.0 GPa时则为三波结构.上述结果都清楚地表明z切LiTaO₃单晶冲击相变的发生，相变起始压力约为37.9 GPa.同时，理论计算的菱形相(R3c对称群)压缩线与低压实验数据符合较好，而正交相(Pbnm对称群)压缩线则与扣除热压贡献的高压实验数据相符，由此推断z-切LiTaO₃的高压相为正交结构.从实验和理论上澄清了z切LiTaO₃的相变起始压力和高压相晶体结构的认识，研究工作亦对类似单晶材料的冲击相变研究有参考价值.     

高压处理对Cu75.15Al24.85合金组织与电阻率的影响

本文借助金相显微镜, XRD, SEM和DSC等手段对Cu_75.15Al_24.85合金经1-5 GPa压力, 750℃保温15 min处理前后的组织结构进行了分析,并用电阻率测试仪对合金的 电阻率进行测试,以此探讨了高压处理对Cu_75.15Al_24.85合金组织与电阻率的影响. 结果表明:高压处理能细化Cu_75.15Al_24.85合金的组织,增大合金的电阻率, 当压力为3 GPa时,该合金获得的组织最细小,电阻率最大.     

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.     

Mn3Zn0.8Ni0.2N的高压同步辐射研究

 利用金刚石对顶压砧,对钙钛矿型金属锰化物Mn₃Zn_0.8Ni_0.2N进行了原位高压同步辐射角散X射线衍射研究。研究表明,在0~29.9 GPa的压力区间内,样品没有发生结构相变,因而在该压力下样品的物性变化并非由结构相变所导致。卸压以后,样品的特征峰都回到了初始位置。通过Birch-Murnaghan方程,拟合得到了样品的体弹模量为86.5 GPa。     

碘酸锂晶体全部电弹常数的测量

本文探讨了碘酸锂晶体(α-LiIO₃,简称LI)全部电弹常数的测试方法。以压电板厚度振动模理论,推导出LI晶体独立电弹常数计算公式。对无压电耦合的弹性常数C₁₁^E和C₆₆^E,采用了声光同步测速法进行测量。最后,测量给出了LI晶体全部电弹常数和一些机电耦合系数共52个数据。     

强冲击压缩条件下g-C3N4向β-C3N4直接转化

 为了合成出理论预言的具有致密结构的超硬材料C₃N₄,运用二级轻气炮加载和冲击回收实验技术,以富含N的g-C₃N₄为前驱物,在40~65 GPa压力下完成了冲击合成实验。在低于51 GPa压力时,X射线衍射分析表明,在回收样品中未发现有新相生成,说明g-C₃N₄是稳定的;而在51~65 GPa范围内,回收样品中有新相生成,与理论计算结果对照发现,新相为β-C₃N₄相,且不含其它结晶相。证实利用冲击合成方法将g-C₃N₄直接转化为单纯β-C₃N₄是可能的,对纯净的超硬相碳氮化合物的合成研究具有参考意义。     

非晶态SiO2的高温高压转变研究

利用金刚石对顶砧高压装置和激光双面加热技术, 以经700°C热处理后的吉林长白山硅藻土作为非晶态SiO₂样品,在0—4GPa, 1000—1300K温压条件下开展同步辐射X射线衍射原位测试(EDXD方法), 研究非晶态SiO₂在高温高压条件下的结晶转变方式. 测试结果表明, 在0.8—2.4GPa, 1000—1300K温压条件下, 非晶态SiO₂转变成α-石英而非β-石英或方石英, 其结晶温度较常压下非晶态SiO₂晶化所需温度明显较低, 表明压力有利于降低非晶态SiO₂转变的活化能, 并与常压下的结晶产物不同. 在3—4GPa, 1300K温压条件下, 非晶态SiO₂和石英均转变成了柯石英.     

晶体电光和非线性光学效应的离子基团理论(Ⅱ)——利用(IO3)-1离子基团的分子轨道计算α-LiIO3晶体的倍频系数

本文对碘酸盐晶体的倍频效应提出了一个(IO₃)^-1离子基团模型,并用(IO₃)^-1离子基团的分子轨道计算了α-LiIO₃的倍频系数,计算值和实验值符合得很好。由此得出以下结论:碘酸盐晶体的倍频效应主要由(IO₃)^-1离子基团和它的共价键轨道所决定。而在(IO₃)^-1离子基团中,对倍频效应作出主要贡献的是碘的孤对电子轨道和氧的|2σ>,|2P_y>轨道。     

Fe3O4/β-CD的高压电学性质研究

 高压下的电学性质测量是获得材料物理性质的有效手段。利用集成在金刚石对顶砧上的薄膜微电路,测量了高压下Fe₃O₄/β-CD（β-糊精）的电导率,并分析了电导率随压力的变化关系。在0～39.9 GPa范围内,Fe₃O₄/β-CD的电导率随压力的增加而逐渐增大,并呈半导体的特征;而在17.0 GPa处其电导率发生突变,表明样品发生了高压相变。在卸压过程中,电导率随压力的变化呈线性关系,并且卸压后样品的电导率不能回到最初的状态,推测这是一个不可逆的高压结构相变。     

高压下Fe3C的磁性和声速性质

采用基于密度泛函理论的包含自旋极化效应的广义梯度近似方法研究了Fe₃C的高压弹性和声学性质. Fe₃C在压力作用下由铁磁基态转变到非磁性的高压态,相变压力约为73 GPa. 计算了Fe₃C 的Hugoniot线,并根据沿Hugoniot线的弹性常数计算了铁磁状态和非磁性状态的声速. 对比Fe单质,非磁性Fe₃C 的压缩波和剪切波声速与地核的地震波数据更为接近,证实了C元素是构成地核的一种成分.     

Molecular Dynamics Simulations for Melting Temperatures of SrF2 and BaF2

利用壳层模型分子动力学方法,考虑萤石结构分子中的预熔化现象,对SrF₂和BaF₂的分子动力学模拟熔化温度进行修正,获得了高压下SrF₂和BaF₂的熔化温度. 同时给出了300 K、0.1 Mpa～7GPa和0.1 Mpa～3 GPa时SrF₂和BaF₂的状态方程,与已有研究结果的最大误差分别为0.3%和2.2%. 计算所得SrF₂和BaF₂常压下的熔点与已有的实验结果符合较好. 对于SrF₂和BaF₂分子体积变化和已有的熔化模拟的差别也做了比较和讨论.     

低温高压下的Na5Eu(WO4)4的发光和晶体场参数

用低温金刚石对顶砧高压显微光谱系统在20—300K低温和0—10GPa高压范围内研究了白钨矿型化学计量的基质发光晶体四钨酸铕钠Na₅Eu(WO₄)₄中Eu³⁺的发光.确定了Eu³⁺荧光谱线和能级在低温下的压力移动率.它随温度变化,表明温度和压力对Eu³⁺谱线作用不是独立无关的.按晶体场理论简化方法推导了能级的晶体场参数表达式,并按实验数据拟合出在不同低温下晶体场参数随压力的移     

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.     

石膏的高压原位Raman光谱和相变研究

 利用金刚石对顶砧（DAC）高压装置产生高压,在0~35 GPa压力范围,对石膏（Gypsum,CaSO₄·2H₂O）晶体进行了高压原位Raman光谱研究。根据高压Raman光谱的实验数据,给出了石膏晶体Raman振动频率与压力的依赖关系;在4.5 GPa附近,在对称性伸缩振动范围,发现新的Raman峰1 012  cm^-1出现,这个峰的强度随压力升高逐渐增强,据此断定在4.5 GPa 附近,石膏晶体发生了压力导致的结构相变。     

Electrical properties of the high-pressure phases of gallium and indium tellurides

A study has been made of the resistance ρ, the thermopower S, and magnetoresistance MR of Ga₂Te₃ and α-In₂Te₃ single crystals at pressures P up to 25 GPa. It is found that the resistance ρ and |S| sharply decrease at ∼0–5 and 1.5–3 GPa, respectively. The semiconductor-metal phase transitions in the temperature range from 77 to 300 K are established from the sign reversal of the temperature coefficient of ρ to occur at P>4.4 and >1.9 GPa. The values S ≈+(10–20)μ V/K for the metallic phases with a Bi₂Te₃-type structure agree with those for liquid In₂Te₃ and Ga₂Te₃. Negative MR is revealed in In₂Te₃ at P≈1.9 GPa. No MR is observed in Ga₂Te₃ up to 25 GPa. The variation of the electronic structure of In₂Te₃ and Ga₂Te₃ under pressure is discussed. __________ Translated from Fizika Tverdogo Tela, Vol. 42, No. 6, 2000, pp. 1004–1008. Original Russian Text Copyright ? 2000 by Shchennikov, Savchenko, Popova.     

第一性原理计算高压下金红石TiO2的结构不稳定性及热学性质

采用第一性原理计算研究了金红石TiO₂结构在高压下的不稳定性及热力学性质. 计算的高压下结构参数和零压的声子色散曲线与实验数据十分吻合. 进一步模拟了在不同压力下的声子曲线,在压力下,声子曲线不断软化,?点附近的振动频率不断减小直至虚频,意味着结构的不稳定,根据计算的不同压力下的弹性常数获得了其力学不稳定性,结果表明金红石结构TiO₂在压力高于17.7 GPa时变得不稳定. 根据准谐近似,获得了金红石TiO₂结构的热力学性质,计算结果与现有