γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO₂晶体，但是晶体的高熔点和易 挥发性限制了γ-LiAlO₂晶体质量.采用气相传输平衡法（vapor transport equilibra tion technique,VTE）工艺对晶体改性，半高宽（FWHM）值从1169arcsec降至442arcsec，继续升高VTE处理温度至1300℃，FWHM值反而升高至552arcsec.快速提拉法生长出来晶体，100］方向和［001］方向的热膨胀系数分别为172398×10^-6/K，107 664×10^-6/K.经过三步VTE处理后［100］和［001］方向热膨胀系数降至16 6539×10^-6/K和101784×10^-6/K. 关键词： 2')" href="#">γ-LiAlO₂ 气相传输平衡法 热膨胀系数     

γ-LiAlO2上非极性ZnO薄膜制备及其光谱性质研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO2衬底上成功生长了非极性的a面(11■0)ZnO薄膜.衬底温度为350℃时,薄膜是混合取向(a向和c向),以c面ZnO为主,且晶粒尺寸分布很宽;提高温度达500℃,薄膜变为单一的(11■0)取向,摇摆曲线半高宽0.65°,晶粒尺寸分布趋窄,利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性.衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大,虽然摇摆曲线半高宽变大,但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV,比在350℃,500℃下制备的样品小1/5.     

γ-LiAlO2上非极性ZnO薄膜制备及其光谱性质研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120) ZnO薄膜. 衬底温度为350℃时，薄膜是混合取向(a向和c向)，以c面ZnO为主，且晶粒尺寸分布很宽；提高温度达500℃，薄膜变为单一的(1120)取向，摇摆曲线半高宽0.65°，晶粒尺寸分布趋窄，利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性. 衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大，虽然摇摆曲线半高宽变大，但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV，比在350℃，500℃下制备的样品小1/5. 关键词： 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO₂ PLD 透射谱     

γ-LiAlO2上a面ZnO薄膜的光谱特性研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120)ZnO薄膜,光致发光谱(PL)带边发射峰半峰宽仅为115meV.研究了非极性ZnO薄膜光谱特性的面内各向异性,发现随着入射光偏振方向改变,在偏振透射光谱上,吸收边移动了20meV,这与A、B激子和C激子的能量差一致;而在拉曼光谱上,激发光偏振方向的改变导致E₂模式的强度发生明显改变. 关键词： 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO₂ PLD     

γ-LiAlO2上a面ZnO薄膜的光谱特性研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LIAlO2衬底上成功生长了非极性的a面(1120)ZnO薄膜,光致发光谱(P1)带边发射峰半峰宽仅为115 meV.研究了非极性ZnO薄膜光谱特性的面内各向异性,发现随着入射光偏振方向改变,在偏振透射光谱上,吸收边移动了20 meV,这与A、B激子和C激子的能量差一致;而在拉曼光谱上,激发光偏振方向的改变导致E2模式的强度发生明显改变.     

不同退火气氛下γ-LiAlO2形貌和结构研究

研究了温度梯度法生长的γ-LiAlO2晶体在1100℃下富Li气氛和空气中退火处理后的表面形貌、表面结构以及吸收光谱。发现γ-LiAlO2晶体的抛光面在1100℃空气中退火后变为粗糙面,X射线衍射(XRD)分析表明此粗糙面为单相的LiAl5O8。而γ-LiAlO2晶体的抛光面在1100℃富Li气氛中处理后几乎没有变化。同时对不同气氛下热处理的γ-LiAlO2晶体进行了光谱分析,确认了晶片中196nm的吸收峰是由Li空位引起的。     

气相传输平衡法在(11-20)面蓝宝石上制备γ铝酸锂膜

为了寻找可能替代蓝宝石作为氮化镓外延的新型衬底,通过48 h的气相传输平衡,分别在1000℃、1030℃、1050℃、1070℃和1100℃制备了一层单相多晶的γ铝酸锂膜。X射线衍射和扫描电镜分别用于表征膜的物相、取向和表面形貌。结果显示,γ铝酸锂择优取向的好坏取决于气相平衡传输温度,在1050℃制备的γ铝酸锂具有高度的[100]择优取向;在γ铝酸锂(001)面上的双轴拉应力可能有助于[100]择优取向的形成;γ铝酸锂晶粒表面裂纹的方向一致性与其择优取向紧密相关。上述结果表明在合适的工艺条件下,气相传输平衡法制备的γ铝酸锂/蓝宝石可能成为一种很有前景且适合(1-100)面氮化镓生长的复合衬底。     

超顺磁纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2复合材料的制备和磁性能研究

本文以正硅酸乙酯(TEOS)、Fe(NO3)3.9H2O、无水乙醇(Eth)、盐酸(HCl)和去离子水作为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料.主要研究了CTAB、热处理温度以及Fe2O3的浓度对纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料的形成及磁性能的影响.用X射线衍射分析(XRD)对纳米粒子进行表征以及用Quantum Design Model物理性质测量系统(PPMS)测量纳米颗粒的零场冷却(ZFC)和加场冷却(FC)时的磁化强度随温度的变化关系.通过对XRD衍射图和ZFC/FC曲线分析,可知制备纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe2O3最佳浓度为30wt%左右.尤其加CTAB改性后,所得的纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料较纯正和表现出超顺磁性.     

CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂选择性催化脱除NO机理研究

利用溶胶凝胶法制备CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.CuO-CeO2-MnOx/γ-Al2O3催化剂在200～450℃范围内脱硝效率保持在70%以上.利用程序升温方法研究了催化剂对NH3的氧化性能,活性组分负载量增多,加强了催化剂对NH3氧化性能.红外表征显示NH3被吸附在催化剂的L酸位和B酸位.NO以多种硝酸盐物种在催化剂表面吸附.吸附态NH3参与SCR反应,但吸附态NO物种仅部分参加SCR反应.     

γ-CuⅠ晶体生长和红光发射的抑制机理

以乙腈为溶剂、γ-CuⅠ粉末为原料,采用溶剂蒸发法,通过工艺优化,生长出了尺寸约为9 mm×9 mm×1 mm的透明γ-CuⅠ闪烁晶体。卢瑟福背散射谱(RBS)实验结果表明,所生长的γ-CuⅠ晶体中铜和碘元素的比例分别为53.1和46.9 mol%。在生长溶剂中掺入适量碘可提高γ-CuⅠ晶体中碘的比重,所获得晶体中铜和碘元素的比例被调整为50.4和49.6 mol%。光致发光谱(PL)的结果表明,所生长的γ-CuⅠ晶体存在有410 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带,掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大幅度的抑制,但同时也会在424和474 nm处出现两个相对较弱的发射峰;X射线激发发射谱(XEL)显示,所生长的CuⅠ晶体存在有435 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带,掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大抑制。综合掺碘前后γ-CuⅠ晶体的发射光谱可以发现：碘元素有助于抑制γ-CuⅠ晶体的红光发射,其原因来自于碘元素的体掺杂造成晶体中碘空位的减少,而非由晶体表面的吸附碘。     

CuO/γ-Al2O3催化吸附剂脱硝性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒.分析表明:SO2的存在可以提高CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性,SO2存在条件下,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性在载铜量8wt%时达到最高,达到95.7%.载铜量太高会使单位质量催化剂NO脱除率降低.在350℃时,硫酸盐化和未硫酸盐化的8wt%Cu催化吸附剂NO脱除率达到最高.NH3/NO摩尔比在1～1.2之间时,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性较高.     

γ辐照掺杂SiO2的ESR研究

分别掺有磷和硼的二氧化硅经γ辐照后产生多种顺磁性中心,ESR研究指出氧空穴O^-主要稳定在杂质离子附近.O₂^-自由基稳定在Si离子上.F心的研究认为氧缺位俘获电子存在一个动态平衡过程.     

MgB2薄膜的制备与特殊性质

本文报道了利用混合物理化学气相沉积方法(HPCVD)在SiC衬底上制备出约150 nm厚,结构均匀的MgB2薄膜.由R~T曲线知道样品TC(0)高达40.1K.由M~T曲线知道其TC=40.4K,且曲线转变十分陡峭.X射线衍射分析表明薄膜具有较好的C轴取向,没有氧污染,却存在Mg的杂峰.由M~H曲线,利用毕恩模型计算得到了5 K零场条件下JC(0T,5K)=2.7×106A/cm2,Hc2=19.5 T.这些结果表明过量的Mg对MgB2薄膜的转变温度以及有些性质有较大的影响.     

SO_2和NO_2在γ-Al_2O_3(110)表面吸附的第一性原理计算

采用基于平面波基组的Vienna Ab-initio Simulations Package (VASP)程序研究了SO_2和NO_2在γ-Al_2O_3(110)表面和羟基化γ-Al_2O_3(110)表面的吸附,获得了SO_2和NO_2吸附的不同构型和结构参数.对吸附能,电荷转移,差分电荷密度和投影态密度等进行分析和讨论.对比发现,在γ-Al_2O_3(110)表面SO_2的吸附能力强于NO_2.SO_2或NO_2在非羟基化γ-Al_2O_3(110)表面吸附时O原子的2p轨道和Al原子的3s3p轨道作用形成O-Al键,且SO_2吸附时键结强度高于NO_2.NO_2吸附时费米能级以下有部分反键态,削弱了与γ-Al_2O_3(110)表面相互作用.在羟基化γ-Al_2O_3(110)表面SO_2或NO_2的吸附能力会低于非羟基化表面,但是SO_2的吸附能力依旧强于NO_2.计算结果说明SO_2与γ-Al_2O_3(110)表面的相互作用强于NO_2.以上研究,将有助于理解SO_2和NO_2在γ-Al_2O_3的反应性,为进一步研究它们的非均相转化和在灰霾形成中的促进作用奠定基础.     

MgB2 超薄膜的制备和性质研究

利用混合物理化学气相沉积法在6H-SiC(001)衬底上制备干净的MgB₂超导超薄膜.在本底气体压强、载气氢气流量等条件一定的情况下,改变B₂H₆流量及沉积时间,制备得到不同厚度的系列MgB₂超薄膜样品,并研究了超导转变温度T_c、剩余电阻率ρ_(42K)、上临界磁场H_c2等与膜厚的关系.该系列超薄膜沿c轴外延生长,随膜厚度的变小,T_c(0)降低,ρ_(42K)升高.膜在衬底上的生长遵循Volmer-Weber岛状生长模式.对于厚度为7.5 nm的MgB₂超薄膜,T_c(0) =32.8 K,ρ_(42K) =118 μΩcm,是迄今为止所观测到的厚度为7.5 nm的MgB₂超薄膜最高的T_c值;对于厚度为10 nm的MgB₂膜,T_c(0)=35.5 K,ρ_(42K)=17.7 μΩcm,上临界磁场μ₀H_c2估算为12 T左右,零磁场、4 K时的临界电流密度J_c=1.0×10⁷ A/cm²,是迄今为止10 nm厚MgB₂超薄膜的最高J_c值,且其表面连接性良好,均方根粗糙度为0.731 nm.这预示MgB₂超薄膜在超导纳米器件上具有广阔的应用前景. 关键词： 2超薄膜')" href="#">MgB₂超薄膜 薄膜生长 氢气流量 混合物理化学气相沉积     

用固体核磁共振方法研究CeO2-γ-Al2O3混合氧化物中的Al状态

用固体核磁共振技术研究了CeO₂-γ-Al₂O₃ 混合体系中CeO₂ 和 γ -Al²O₃两相间的相互作用. 在混合物的²⁷Al MAS NMR 中,除了四配位和六配位的Al位外,有一个尖锐的位于37处的,这个峰在高场处有一宽的肩峰. 实验证实： 位于高场的宽峰来自于 γ-Al₂O₃中的五配位Al,而位于37处的尖峰则是由CeO₂ 和 γ-Al₂O₃两相间的相互作用产生的,即Al取代了CeO₂晶格中八配位的Ce. 定量研究表明,这种Al取代的量是极其有限的,整个CeO₂晶格只有1%的Ce能被Al取代.     

ZrH2结构与热力学性质

基于密度泛函理论,采用全势线性缀加平面波加局域轨道方法和广义梯度近似研究了ZrH2的结构与弹性性质。结果表明：在基态条件下,ZrH2的晶格常数计算值与实验值及其它理论值相当吻合。在考虑声子作用的前提下,采用准谐德拜模型成功获得了不同条件下(0~50 GPa, 0~1 300 K) ZrH2的热容、热膨胀系数和德拜温度等热力学性质。结果表明：定压热容预测值随温度升高而增大,并逐渐接近佩蒂特-杜隆极限;随压强增加,德拜温度呈增加趋势;随温度增加,德拜温度呈减小趋势;在压强一定的条件下,热膨胀系数随温度的升高而增大,且在高温高压条件下,热膨胀系数的增加趋势变缓。     

ZrH_2结构与热力学性质

基于密度泛函理论,采用全势线性缀加平面波加局域轨道方法和广义梯度近似研究了ZrH2的结构与弹性性质。结果表明:在基态条件下,ZrH2的晶格常数计算值与实验值及其它理论值相当吻合。在考虑声子作用的前提下,采用准谐德拜模型成功获得了不同条件下(0~50 GPa,0~1 300 K)ZrH2的热容、热膨胀系数和德拜温度等热力学性质。结果表明:定压热容预测值随温度升高而增大,并逐渐接近佩蒂特-杜隆极限;随压强增加,德拜温度呈增加趋势;随温度增加,德拜温度呈减小趋势;在压强一定的条件下,热膨胀系数随温度的升高而增大,且在高温高压条件下,热膨胀系数的增加趋势变缓。     

γ-Al_2O_3表面担载钒物种的紫外拉曼光谱

本文采用常规的等体积浸渍法制备了不同担载量的V2 O5 γ -Al2 O3担载氧化物催化剂 ,在水气存在的条件下分别使用不同的激发波长得到了相应的可见拉曼光谱和紫外拉曼光谱。结果表明在表面钒物种微弱水合的情况下 ,3 2 5nm波长紫外激光激发的紫外拉曼光谱由于部分的共振拉曼效应 ,仍然可以灵敏的检测到表面钒物种配位结构随担载量增加而发生的变化。低担载时表面钒物种主要以孤立状态存在 ,随担载量增加逐渐向聚合态结构过渡 ,当担载量超过钒在载体表面的单层分散容量时形成体相V2 O5晶体覆盖表面钒物种造成拉曼信号的减弱 ,由此可以从另一个角度判断表面单层分散容量。