PLZST反铁电陶瓷电场诱导相变与相稳定性的研究

在三方铁电(FE)-四方反铁(AFE)的准同型相界附近制备了一系列组份为(Pb_0.97La_0.02)(Zr_1-x-ySn_yTi_x)O₃(x=0.09或0.1;0.16≤y≤0.38)的反铁电陶瓷.研究了Sn含量y对电场诱导AFE→FE相变电场E_c、反铁电双电滞回线损耗ΔE、以及温度诱导FE→AFE相变温度T_FE，AFE→顺电(PE)相变温度T_c的影响.沿AFE-FE相界Ti含量一定的条件下，E_c随着Sn含量y的增加而增大，ΔE减小，T_FE与T_c均降低.场诱相变的回线参量E_c，ΔE与相变温度T_FE和T_c相关联.在直流偏压下用原位X-射线衍射表征了相变时晶格结构的变化，结果表明，当电场达到AFE→FE相变临界场时，伴随相变的发生，晶格结构由四方相转变为三方相，晶胞体积增大. 关键词：     

铁掺杂四方、三方两相共存PZN-PZT陶瓷的Raman散射分析

Raman散射常用于研究温度变化时铁电体的各种相变,如铁电-顺电相变等,但是,利用Raman散射研究掺杂诱导的相变并不常见。本文采用Raman散射研究了铁掺杂Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Zr0.5Ti0.5)0.8O3(PZN-PZT)铁电陶瓷中三方-四方共存现象。通过分析四方相E(3TO)和A1(3TO)模式与三方相Rl模式,确定了铁掺杂对PZN-PZT陶瓷中三方-四方共存结构的影响。这一结果,得到了XRD相分析的验证。因此,通过对Raman散射中三方-四方振动模式的分析,可以表征掺杂诱导的PZT基陶瓷中三方-四方相结构变化趋势。     

Mn42Al50-xFe8+x合金的磁性和磁热效应

研究了Mn₄₂Al_50-xFe_8+x合金的结构、磁性和磁热效应. 通过成分调节, 居里温度T_C在室温附近一宽温区连续可调, 分别为270 K (Mn₄₂Al₄₂Fe₁₆), 341 K (Mn₄₂Al₄₀Fe₁₈)和370 K(Mn₄₂Al₃₈Fe₂₀). 磁化强度在相变温度处发生一陡降, 热磁曲线和等温磁化曲线均未观察到热和磁的滞后, 表明发生一可逆的二级相变. 在各自居里温度附近, 0-5 T的外磁场变化下磁熵变峰值分别为2.48, 2.52和2.40 J·kg^-1·K^-1. Mn_50-xAl_50-yFe_x+y合金的磁熵变峰值虽然与许多优良的磁制冷材料相比并不大, 但是制备该化合物的原材料价格非常低廉, 制备工艺简单, 加工成型也较容易, 化合物本身耐腐蚀性、延展性较好, 且在居里温度附近发生的是可逆的二级相变, 无晶格或结构的变化, 有利于制冷剂的多次循环使用. 关键词： 磁性 磁热效应 二级相变     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对（1-x）（K_0.5Na_0.5）NbO₃-xSrTiO₃（0≤x≤0.15）陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小（x＜0.1）时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO₃掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相 关键词： 弛豫铁电体 0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷')" href="#">（K_0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷 3掺杂')" href="#">SrTiO₃掺杂 相变温度     

Pr0.7(Sr1-xCax)0.3MnO3多晶体系中的小极化子性质

采用基于柠檬酸体系的溶胶-凝胶法制备了Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃系列的多晶块材, 同时还用脉冲激光沉积技术（PLD）在SrTiO₃（100）衬底上外延生长了同一系列的薄膜, 系统研究了它们的晶格结构和电输运行为. 多晶和薄膜样品都具有正交晶格结构, 电输运行为在居里温度T_Ｃ以上的高温顺磁相都很好 关键词： 0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃')" href="#">Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃ 绝热小极化子模型 双交换作用 Jahn-Teller晶格畸变     

一维应变加载下单晶铁结构转变的微观研究

采用嵌入原子势和分子动力学方法,模拟了单晶铁在一维应变条件下由体心立方（bcc）转变为六角密排（hcp）结构的微观过程. 当应变加载至相变临界值时,hcp相开始均匀形核并沿{011}晶面长大为薄片状体系.弹性常数C₃₁和C₃₂在相变前被逐渐硬化,C₃₃则在相变前出现软化行为;当体系完全相变后,上述各弹性常数显示开始随体积压缩而迅速硬化,温度效应对晶格具有软化作用,可削弱C₃₃的硬化和软化过程;样品在压缩过程可出现孪晶结构,孪晶结构使晶格发生剪切变形.混合相中,hcp相势能比bcc相高,最大剪应力方向与bcc相反向;系统的偏应力与hcp相质量分数近似呈线性关系. 关键词： 结构转变 分子动力学 一维应变     

Pr掺杂DyFeO3体系的自旋重取向相变、晶格畸变与Raman光谱研究

利用固相反应法制备了Dy_1-xPr_xFeO₃系列化合物. X射线粉末衍射晶体结构分析表明, 随着Pr掺杂量x的增加, 样品晶胞体积逐渐增大, 晶格畸变减弱. Raman光谱测量表明稀土离子有效质量[m_eff=xm_Pr+(1-x)m_Dy] 与晶格结构的变化共同导致该体系Raman光谱的变化. 随Pr掺杂量的增加, 波数小于200 cm^-1的振动模式基本保持不变, 而波数大于200 cm^-1的振动模式(除420 cm^-1处的B_3u模式外)向低频移动. 磁测量结果表明, 由Dzyaloshinsky-Moriya 相互作用导致的宏观磁性随Pr掺杂量增加逐渐减弱. 稀土离子与铁离子磁晶格的耦合作用以及晶格结构畸变的变化共同导致该体系自旋重取向相变温度在一定的掺杂量 (x=0.3)前后先升高后降低. 关键词： 稀土铁氧体 自旋重取向 晶体结构 Raman光谱     

直流偏置电场下BaTiO３基陶瓷介电常数非线性机理的研究

采用传统固相法制备了Ba_0.6Sr_0.4TiO_３(BST)和BaZr< sub>xTi_１-xO_３(x=0.25，0.3，0.35，0.4)（ＢＺＴ）陶瓷 ，并对其在直流偏置电场下的介电常数非线性行为进行了系统、详细的研究.结果表明，基 于Devonshire的宏观相变理论(phenomenological theory)提出的公式ε_r(app) ε_r(0)=1［1+αε^{３_{r(0)E２ ］1/3和ε(E)=ε1－ε2E2+ε3E4，均可定量地解释BST体系顺电相的介电常数非线性行为，其中εr (app)表示材料在电场下的介电常数，εr(0)表示不加电场即静态下材料 的介电常数，α是非谐性因子，E表示电场强度，ε(E)表示材料在电场下的介电常数，ε１，ε２，ε３分别表示线性、非线性和高阶介电常数. 而对于处于铁电相和居里温度附近的BST体系，则需要考虑铁电畴对介电常数非线性的贡献 ，这种贡献随着外加直流偏置电场强度的增大逐步减小.对于弛豫铁电体BZT体系，即使处于 顺电相，也必须考虑由极性微区的冻结与合并引起的介电常数的下降，极性微区对介电常数 非线性的贡献随着电场强度和温度的上升而有所下降. 关键词： BST x}Ti_１-xO_３')" href="#">BaZr_xTi_１-xO_３ 可调性 介电 常数非线性 直流偏置电场}     

MOCVD-GaxIn1-xAsyP1-y/InPDBR结构的晶格振动

利用微区Raman散射技术研究了MOCVD-Ga_xIn_1-xAs_yP_1-y/InPDBRs结构的晶格振动。在InP衬底上生长的与InP晶格匹配的四元合金Ga_0.4In_0.6As_0.85P_0.15中包含三种主要的振动模式,分别归属于类InAs、类GaAs和类GaInP。随着Ga_0.4In_0.6As_0.85P_0.15与InP交替生长构成的DBRs结构周期数增加,Raman散射谱中三种振动模式的谱线线型发生明显变化,类InAs振动强度不变,谱线窄化,峰值位置向低频方向移动,类GaAs和类GaInP振动强度逐渐减弱。同时类InAs与类GaAs振动强度比增大。Raman散射研究中声子的限制效应表明多层结构生长过程中界面存在非完整晶态。     

AlxGa1-xN晶体薄膜中铝含量的卢瑟福背散射精确测定

采用金属有机化合物气相淀积法在(0001)取向的蓝宝石衬底上生长一层 大约20 nm厚的AlN缓冲层, 在缓冲层上生长大约2 μm厚、 晶体质量良好的Al_xGa_1-xN外延层, 通过深紫外光致发光法测量发光峰的能量E_g 判断外延层中铝含量的均匀性, 取样品均匀性良好的氮铝镓外延片进行卢瑟福背散射(RBS)实验, 通过两个高能离子束实验室分别进行RBS随机谱分析, 每个实验室测量六个样品, 由分析软件拟合随机谱获得外延层中的x_Al. 并对样品的均匀性、堆积校准、计数统计、散射角、离子束能量与阻止截面 等影响测量结果准确性的不确定度来源进行分析. 结果表明, 采用入射离子⁴He, 能量为2000 keV, 散射角为165° 时, 氮铝镓外延片中铝含量(x=0.8) 的测量不确定度为2.0%, 包含扩展因子k=2. 关键词： 氮铝镓 卢瑟福背散射 测量不确定度 金属有机化合物气相淀积法     

高氧空位浓度对金红石TiO2导电性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了 纯的和不同高氧空位浓度金红石型TiO_2-x (x=0, 0.083, 0.125, 0.167, 0.25)超胞的能带结构分布、态密度分布.同时, 采用局域密度近似+U方法调准了带隙.结果表明, 高氧空位浓度越高, 金红石型TiO₂的最小带隙越变窄、电子有效质量越减小, 自由电子浓度越高, 电子迁移率越低、电导率越低.计算结果与实验结果的变化趋势相符合. 关键词： 高氧空位 2')" href="#">金红石型TiO₂ 电导率 第一性原理     

Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs量子阱中电子-LO声子的散射率

在有效质量近似下利用打靶法求出Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱中的本征能级E_n, 并通过费米黄金规则计算电子-LO声子由第一激发态到基态的散射率和平均散射率随温度、阱宽以及氮(N)和铟(In)组分变化的规律. 计算结果表明: 在In 组分恒定的情况下, 随着N组分的增加, 散射率和平均散射率增加; 在N组分恒定的情况下, 随着In组分的增加, 散射率和平均散射率减小; 随着温度的增加, 在温度较低时散射率和平均散射率随温度的增加变化不大, 在温度较高时随温度的增加而增加; 随着阱宽的增加, 散射率和平均散射率都是先增加到一个最大值, 然后再减小, 最大值出现在阱宽200 Å附近. 计算结果对Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱在光电子器件应用方面有一定的指导意义. 关键词： 费米黄金规则 1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱')" href="#">Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱 LO声子 散射率     

凝胶玻璃中原位合成铕-铽-钆-六氟乙酰丙酮三元配合物的发光性能研究

稀土配合物掺杂无机玻璃的发光性质在光学器件和生物医学等领域有着重要应用,引起人们广泛关注。采用原位合成技术,在凝胶玻璃中合成并光学均匀掺杂了铕-铽-钆-六氟乙酰丙酮(HFA)三元配合物Eu_1/2-xTb_1/2-xGd_2x(HFA)₃(TPPO)2(x=0或1/18;TPPO：三苯基氧化磷);研究了含配合物凝胶玻璃的发光性能及铽、钆离子掺杂对铕离子发光性能的影响。凝胶玻璃显示铕和铽离子的特征发光,并观察到了基于声子支助的钆(周围配体)到铽、铕和铽到铕的能量转移,铕和铽离子的发光强度随测试温度改变而改变,该性质在温度探测器、生物探针、光纤传感器的热敏探针等多种领域具有重要的应用。     

非理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱

测量了七种非理想化学计量比的UO₂+x(0＜x＜0.66)及UO₂和U₃O₇等理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱,并进行了对比分析,其中U₃O₇和U₃O₈之间UO₂+x的分子振动光谱为首次报道。拉曼光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂特征峰中的578和1 150 cm-1峰强度快速减弱,当x=0.19时,这两峰基本消失,可视为准完美萤石晶体结构UO₂的标志。445 cm-1峰强度在减弱的同时变宽并偏移,当x=0.32时,该峰已偏移至459 cm-1处,同时在～630 cm-1出现一弱肩峰,这与四方相U₃O₇的特征峰一致。当x≥0.39时,459 cm-1峰发生分裂,在235和754 cm-1处出现新峰并增强,其特征逐渐与正交相的α-U₃O₈接近。但直至x=0.60时,与α-U₃O₈相比其333,397,483和805 cm-1峰仍不突出。红外光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂位于400～570 cm-1区间的强吸收特征谱带逐渐分裂为～421和～515 cm-1两峰并增强,同时UO₂在～700 cm-1的弱吸收峰逐渐消失,～645 cm-1处的肩峰逐渐显现,出现的这三个峰正是U₃O₇的特征红外吸收峰。当x≥0.39时,在744 cm-1出现一强吸收峰并增强,该峰是α-U₃O₈的最强特征峰。但即使x=0.60时,～645 cm-1峰仍然存在,同时～515 cm-1峰也未明显分裂成485和535 cm-1峰,这表明UO_2.60仍处于四方相和正交相的过渡阶段。上述结果表明,随着x值的增加,UO₂+x的晶体结构发生变化,每次变化均在拉曼和红外光谱中得到体现。通过对比各特征峰相对强度和位置的变化情况,可很好区分和表征不同的氧化铀。     

Ge掺杂n型Sn基Ⅷ型单晶笼合物的制备及热电传输特性

采用Sn自熔剂法制备了具有n型传导的Ⅷ型Ba₈Ga_16-xGe_xSn₃₀ （0 ≤ x ≤ 1.0）单晶笼合物,并对其结构和热电特性进行研究. 研究结果表明：Ge在单晶中的实际含量较少,随着掺杂量的增加样品的晶格常数略有减小,Ge掺杂后样品的载流子浓度较掺杂前低,迁移率增加;所有样品的Seebeck系数均为负值,且绝对值较未掺杂样品低,但Ge掺杂后样品的电导率提高了62%;x=0.5的样品在500 K附近取得最大ZT值1.25. 关键词： Ⅷ型笼合物 n型传导 热电性能     

Eu_(0.9)M_(0.1)TiO_3(M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)的磁性和磁热效应

EuTi0_3是直接带隙半导体材料,在液氦温度附近呈现反铁磁性,且具有较大的磁熵变,但是当其转变为铁磁性时,可以有效提高低磁场下的磁熵变.本文通过元素替代,研究晶格常数的变化和电子掺杂对磁性和磁热效应的影响.实验采用溶胶凝胶法制备EuTiO_3和Eu_(0.9)M_(0.1)TiO_3 (M=Ca, Sr, Ba, La, Ce, Sm)系列样品.结果表明:大离子半径的碱土金属离子替代提高了铁磁性耦合,有利于提高低磁场下的磁热效应.电子掺杂可以抑制其反铁磁性耦合从而使其表现为铁磁性.当大离子半径的稀土La和Ce离子替代Eu离子时,既增大了晶格常数也实现了电子掺杂,表现出较强的铁磁性.在1 T的磁场变化下,Eu_(0.9)La_(0.1)TiO_3和Eu_(0.9)Ce_(0.1)TiO_3的最大磁熵变分别为10.8和11 J/(kg·K),均大于EuTi0_3的9.8 J/(kg·K);制冷能力分别为39.3和51.8 J/kg,相对于EuTi0_3也有所提高.     

An electron spin resonance study of Eu doping effect in La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7 single crystal

The effect of Eu3+ion doping in the La sites of single-crystal La4/3Sr5/3Mn2O7was investigated. Electron spin resonance(ESR) was applied to La4/3Sr5/3Mn2O7and(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7single crystals. A phase separation and phase transitions were observed from the ESR spectra data. Between 350 K and 300 K, both paramagnetic resonance(PMR)and anisotropic ferromagnetic resonance(FMR) lines were observed in the ab plane and the c axis direction, suggesting a coexistence of the paramagnetic(PM) phase and the ferromagnetic(FM) phase. The magnetization measurement reveals a spin-glass-like behavior in single-crystal(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7below the temperature of spin freezing Tf(～ 29.5 K).     

立方相Na_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3和K_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3的电子结构和结构不稳定性的第一性原理比较研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法比较研究了Na1/2Bi1/2TiO3和K1/2Bi1/2TiO3的电子结构、离子位移势能面和Γ声子等性质.结果表明,Na1/2Bi1/2TiO3和K1/2Bi1/2TiO3的电子结构很相似,价带由O 2p电子态主导并包含部分Ti 3d和Bi 6p电子态,导带低能部分由Ti 3d空轨道构成;K取代Na后其Ti—O和Bi—O键的键强略有增加.两者的离子位移势能面也很接近,O离子的偏心位移对结构不稳定性起主导作用,且K取代Na后其作用增强.Γ声子都存在3个软模,分析表明软模主要来自O6基团的振动,K取代Na后A2u软模发生硬化.