六方氮化硼的振动光谱与立方氮化硼的合成

 以X射线衍射分析作参比，分析了高度三维有序到近乱层结构的9种六方氮化硼的红外和拉曼光谱，并进行了立方氮化硼的高温高压合成。光谱分析表明，随着晶性的降低，六方氮化硼的低频红外吸收峰的位置及拉曼谱线等基本振动光谱发生明显的特征性的变化，并伴随出现各自不同的次级光谱结构。合成结果表明，在触媒作用下，立方氮化硼的形成需要六方氮化硼原料有一定的结晶度，但立方氮化硼合成效果与六方氮化硼结晶度并非是简单的单调关系。对振动光谱和合成试验的结果进行了讨论。     

六角氮化硼的氧化特性对立方氮化硼合成的影响

 六角氮化硼的一些性质对立方氮化硼的合成有着重要影响。本文在对三种不同纯度的六角氮化硼进行拉曼光谱、红外光谱、X光衍射光谱对比研究的基础上，进行了高温氧化、掺杂氧化物等项实验研究，讨论了六角氮化硼自身氧化特性以及在高温高压下生成的氧化物对合成立方氮化硼的影响，指出了除结晶程度、杂质含量外，六角氮化硼的氧化特性与立方氮化硼的成核、生长有直接联系。     

不同颜色立方氮化硼的合成及耐热性的研究

 本文分别以金属镁粉、氮化镁以及镁粉与氮化镁粉的混合物为触媒，以六角氮化硼粉（96%~98%含量）为原料，在高温高压下合成了颜色较纯正的黑色、橘黄色及白色立方氮化硼晶体。对上述三种不同颜色的立方氮化硼晶体进行了TG-DTA分析及高温氧化实验，并讨论了立方氮化硼晶体的耐热机制。     

含六方氮化硼的一维光子晶体的光学特性

从麦克斯韦方程组出发,结合电磁场边界条件推导出在倾斜光轴条件下的传输矩阵。利用该传输矩阵研究了光轴方向对基于六方氮化硼的光子晶体光学特性的影响。研究表明,当Ф=0~°时,此结构会在六方氮化硼Ⅱ型双曲区域出现全方位禁带。随着Ф的不断增大,TE波和TM波在Ⅱ型双曲区域内的光子禁带逐渐错开,对于TM波,Ⅰ型双曲区域开始产生禁带,且朝着低频方向移动;Ⅱ型双曲区域内的禁带不断变窄,并往高频方向移动。利用这些特性,可实现偏振光分离和禁带加宽。     

含纳米金刚石的立方氮化硼聚晶的制备

 采用在cBN表面进行镀钛、并在PcBN结合剂中加入纳米金刚石的方法,对静压法合成的PcBN的组织结构进行研究。通过对镀钛后的cBN和合成的PcBN样品进行XRD、SEM、显微硬度、致密度分析和热稳定性分析,并与结合剂中不含纳米金刚石的PcBN样品进行对比,研究纳米金刚石的添加对合成PcBN的组织结构和性能的影响。实验结果表明,在有镀钛cBN、Al和Si存在的环境中,采用先升压至5.5 GPa,然后升温至1 400 ℃,保温保压500 s的合成工艺,在PcBN中未发现纳米金刚石发生石墨化;作为碳源,与Si、Ti、Al等共同作用,在PcBN组织中形成多种耐热、高硬、稳定的化合物。适当过量地加入使得PcBN组织中残留部分未反应的纳米金刚石,不仅提高了PcBN的致密性,而且提高了PcBN的硬度,更为重要的是消除和减轻了“架桥”现象。在合成PcBN的过程中,Ti和纳米金刚石的反应活性最强。结合真空微蒸发镀钛技术,cBN表面镀钛和加入纳米金刚石使PcBN中的各组分之间充分反应形成的多种化合物过渡层,使得PcBN中各相之间有良好的相容性,PcBN的热稳定性得到提高。     

用不同合成体系制备黑色立方氮化硼的研究

 立方氮化硼（cBN）晶体随颜色的加深,晶体的晶形越完整,晶体尺寸也越大。采用Mg+hBN、LiH+hBN、Li₃N+hBN+B和B+Li₃N 4种体系分别合成出了黑色的立方氮化硼晶体。通过光学显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等测试分析手段,从合成条件、晶体形貌、颗粒度及残余应力等方面对不同体系合成出的黑色cBN晶体作了比较。结果表明,不同体系的合成效果有很大差别。在实际应用中应该根据需要采用不同的体系,以达到最优化合成目的。     

大颗粒立方氮化硼单晶的合成

 在Mg-B-N体系中通过控制立方氮化硼晶体的成核率及生长速度，在4.5~6.0 GPa、1 500~1 900 ℃的高压高温条件下，在几分钟时间内，成功地获得了粒径达毫米量级的立方氮化硼单晶体，其最大单晶粒径达1.6 mm。研究了该体系中立方氮化硼单晶的生长特性，讨论了该种单晶体在Mg-B-N体系中的生长机制。     

立方氮化硼晶体的杂质及颜色

 讨论了人工合成立方氮化硼晶体中的杂质与晶体颜色之间的关系，提出了cBN的赋色原因和机制。     

高压合成立方氮化硼的振动光谱

 本文利用FT-IR和Raman光谱对用不同触媒高压合成的不同颜色立方氮化硼晶格振动的声子吸收和散射进行了研究。获得了较完整的晶格振动信息，并在1 000~1 300 cm^-1范围内，观测到了3个新的振动谱带，其中一个位于1 089 cm^-1， 归属为体TO声子和表面TO声子组合带，另两条513、801 cm^-1推测为杂质诱发吸收带。     

立方氮化硼单晶紫外吸收光谱的研究

对于在高温、高压下合成的人工立方氮化硼(cBN)片状单晶进行了紫外吸收光谱和第一性原理的能带结构研究。实验中采用了UV WINLAB光谱分析仪,数据分析由MOLECULAR SPECTROSCOPY软件进行拟合运算,通过特殊的石英夹具对样品的测试表明cBN的紫外吸收波长限为198 nm,带隙为6.26 eV。结合第一性原理计算的cBN的能带结构和电子态密度的计算,可以证实导致紫外光吸收的过程是价带电子吸收光子到导带的间接跃迁。文章实验结果与目前报道的cBN能带结构中禁带宽度的吻合较好,表明cBN具有良好的紫外特性,是一种具有发展前景的紫外光电和高温半导体器件材料。     

纤锌矿型氮化硼及其应用的研究（Ⅰ）——纤锌矿氮化硼的冲击波合成

 用hBN（Ⅰ、Ⅱ型层状结构的六角氮化硼）作原料，在斜冲击波的高温高压作用下，实现了hBN向wBN（纤锌矿型氮化硼）的转变。X光结构分析表明，生成的超硬氮化硼全部为wBN，没有发现zBN（闪锌矿型氮化硼）生成的任何证据。X光荧光光谱分析结果，得到的wBN的纯度接近99%。差热分析显示，在空气中温度为1 127 K时，开始吸热反应，吸热峰位于1 260 K。这表明wBN的热稳定性介于zBN和金刚石之间。     

对微小尺寸hBN、cBN晶体的电镜观测

 利用高分辨率（0.2 nm）电子显微镜对经高温高压处理的hBN-触媒体系中纳米尺度的产物进行了观察，并通过电子衍射方法确定了其中的hBN、cBN相。结果表明，hBN、cBN晶粒在200~300 nm尺寸范围内时其自身结构已确定，但其外观不具有各自的晶体特征。推断该种尺寸的晶粒处于成核生长的初期阶段，从热力学公式粗略估算，临界晶粒尺寸在百纳米左右。     

高压合成立方氮化硼用的新触媒材料的研究

 本文研究了合成立方氮化硼用新触媒材料Mg₃B₂N₄及Ca₃B₂N₄的制备方法，并对它们的稳定性及其催化作用进行了讨论。氮化硼原料的结晶状态及合成温度、合成时间、气流量等对新触媒的合成有着重要的影响。本文还在高温高压下利用新触媒进行了立方氮化硼的合成实验，结果表明，与碱土金属触媒相比新触媒具有合成压力低、转化率高、合成温度和压力范围宽、产物杂志含量低、破碎强度高等优点，是一种应用前景很大的触媒材料。     

硅在cBN单晶合成中的行为

 实验制备了复合氮化物Li₈SiN₄，并对合成温度、合成时间、气流量等因素的影响以及产物的稳定性进行了讨论。研究了Li₈SiN₄作为触媒添加剂时硅在cBN单晶合成中的作用。结果表明：cBN晶体多为截角八面体，晶面致密光滑；硅参与cBN的合成反应，并以SiO₂的形式沉积在cBN表面。     

非晶硒对X射线光电转换特性的研究

非晶硒X射线光电导具有很高的固有空间分辨率,有可能研制探测X射线成象的平板化数字器件,在探测X射线成象方面倍受注目.它对X射线的光电转换特性和灵敏度是重要的性能参数之一.我们制作了约400μm厚的非晶硒膜,在1～12.5V/μm场强范围,0.2～12mR/s照射率范围测量了X射线光电流值.实验结果显示,非晶硒具有线性的光电转换特性,其灵敏度随场强的增加而增加.计算表明,对于医疗诊断常用的轫致辐射X射线谱,用X射线在非晶硒中产生一电子-空穴对所需的能量W±约50eV(10V/μm场强)     

一种新的非相干-相干光学转换方法

报道了一种新的非相干-相干光学转换方法,该方法是基于对介质中光致双折射的局部擦除.所用样品为一种含偶氮基侧链聚合物液晶薄膜,该液晶薄膜具有显着的光致双折射和永久光学存储特性.将样品放置在两块相互正交的偏振片之间,用线偏振光在样品中产生稳定的双折射,然后通过入射的非相干图象进行局部地擦除,相干图象由一束He-Ne激光读出.所得相干图象为入射的非相干图象的负片.     

利用X射线衍射研究冲击波合成纤锌矿型氮化硼

 用X射线衍射法，对不同结晶度的石墨型氮化硼（gBN）在冲击波作用下转变成的纤锌矿型氮化硼（wBN）产物进行了研究，对wBN中的杂质含量等进行了分析。结果表明：gBN的石墨化指数G.I值对wBN的产率有明显的影响。     

ICRF快波模转换及快波传播

本文通过分析离子回旋频段(ICRF)快波在模转换区传播的物理过程,导出了一个新的快波近似——完全快波近似二阶波方程。数值计算表明,它能给出与求解高阶方程非常一致的结果,尤其是在弱回旋阻尼(k_1较小)情况下,完全快波近似比快波近似有更满意的结果。最后讨论了二次谐波加热和少数成份离子加热的实例。