LISICON(锗酸锌锂)单晶的Li+离子电导

本文研究了Lisicon(锗酸锌锂)单晶的Li⁺离子电导率。发现各结晶学方向电导率之间的关系为σ_b≤σ_a≤σ_c≤σ_[110],但各向异性不强。晶体中Li含量对电导率有明显的影响,当Li/Zn比率由6.7变到9.2时,300℃a方向电导率由4.3×10^-2Ω^-1·cm^-1增加到1.25×10^-1Ω^-1·cm^-1,logσT对1/T的曲线显示出三个转变点,分别在～80℃,～140℃和～300℃。电导的激活能分别为0.50—0.58eV(25—80℃),0.92eV(～80—140℃),0.64eV(～140—300℃)和0.36eV(>300℃),极化实验表明单晶的电子电导可以忽略。 关键词：     

Li_4SiO_4-Li_3VO_4赝二元系和Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4赝三元系中新的锂离子导体

本文在室温到300℃的温度范围内研究了Li_4SiO_4-Li_3VO_4和Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4体系中的离子导电性,发现γ_(II)相固溶体Li_(3 x)V_(1-x)Si_xO_4是好的锂离子导体。所研究的成分中Li_(3.3)V_(0.7)Si_(0.3)O_4的离子电导率最高,室温下为1×10~(-5)Q~(-1)·cm~(-1),在42—192℃的电导激活能为0.36eV,电子电导率可以忽略,因而这是迄今所发现的最好的锂离子导体之一。粗略确定了Li_4GeO_4-Li_4SiO_4-Li_3VO_4三元系中电导率高的范围,发现在Li_(3.5)V_(0.5)Ge_(0.5)O_4中Si部分取代Ge可以使电导率进一步提高,Li_(3.5)V_(0.5)Ge_(0.4)Si_(0.1)O_4的室温电导率可达1.3×10~(-5)Q~(-1)·cm~(-1),电导激活能为0.40eV。     

Li2Mo2O6多晶材料的结构与电性能的研究

本文用固相反应烧结制备出Li₂Mo₂O₆多晶材料。经X射线分析、红外光谱和电子顺磁共振谱(EPR)的研究,确定了它的结构是Li₂Mo₂O₄和MoO₂两个晶相组成的烧结体。钼离子以四价状态存在于MoO₂晶相结构中。采用交流阻抗谱分析了晶界与温度变化的相关性。测得了样品的ln(σ_总T)-1/T 曲线是由两段直线和一段曲线所组成;总电导率化能σ_27℃=1.36×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_115℃=1.49×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_300℃=9.71×10^-3(Ω·cm)^-1,σ_370℃=2.42×10^-3(Ω·cm)^-1;电导活化能E₁=0.043eV,E₂=0.235eV,E_平均=0.76eV。采用维格纳极化电池法测得电子电导率σ_e,σ_e27℃=2.240×10^-5(Ω·cm)^-1,σ_e300℃=4.476×10^-3(Ω·cm)^-1。实验证明,室温下材料为固体电解质,300℃附近为良好的离子与电子混合导体。 关键词：     

Li_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相关系和电导

本文研究了Li_(1+x)Ge_(2-x)Al_xP_3O_(12)系统的相组成和电导的关系。发现用LiGe_2P_3O_(12)作为基体化合物,通过离子置换可以得到好的锂离子导体。用Al~(3+)置换LiGe_2P_3O_(12)中的Ge~(4+),在00.6时出现未知相,用少量Al~(3+)取代Ge~(4+)后电导率即突增,在固溶体范围内电导率随x值的增大而继续升高。x=0.5时达极大值。Li_(1.5)Ge_(1.5)Al_(0.5)P_3O_(12)在室温、300℃和450℃的电导率分别为3.5×10~(+5),1×10~(-2)和3.1×10~(-2)S cm~(-1),电导活化能为0.33eV,电子迁移数在10~(-5)数量级。     

Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物的固相反应合成和电学性能

用固相反应法制备了Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物陶瓷.通过XRD,SEM和交流复阻抗谱以及氧浓差电池方法研究了样品的物相结构、微观形貌、电学性能及输运机理.结果表明,在1650℃烧结时,可以制备出单相的具有四方钙钛矿结构的氧化物Sm0.9Sr0.1AlO3-δ;1650℃烧结16 h时的Sm0.9Sr0.1AlO3-δ样品具有最高的相对密度和电导率,其值分别为96.7%和1.3×10-2S/cm(900℃),比未掺杂的SmAlO3的电导率大4个数量级左右,高温区电导活化能(T＞670℃)小于低温区电导活化能(T＜670℃);Sm0.9Sr0.1AlO3-δ在空气气氛中是一个氧离子和电子空穴的混合导体,氧离子迁移数在0.7左右,并随温度升高逐渐增加,氧离子电导活化能(0.95 eV)大于空穴电导活化能(0.84 eV),900℃时氧离子电导率为9.65×10-3S/cm.     

多晶Li_(3+x)V_(1-x)T_xO_4(T=Ge,Si)离子导电性能的改善

本文用阻抗谱方法研究了Li_(3+x)V_(1-x)T_xO_4(T=Si,Ge)多晶的离子导电性,发现一些工艺条件如成型压强、烧结时间和烧结程序对电导率有很大影响。注意分析了这些影响的物理起因。最佳工艺条件是:在大约8t/cm~2压强下成型样品。在1000℃连续烧结5至6天,烧结过程中,应尽量避免温度波动。在此条件下制备的Li_(3.5)V_(0.5)Ge_(0.5)O_4和Li_(3.3)V_(0.7)Si_(0.3)O_4多晶样品在25℃的离子电导率分别为2.2×10~(-5)Q~(-1)cm~(-1)和1.9×10~(-5)Q~(-1)cm~(-1)。     

流延法制备高锂离子电导Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3固态电解质及其环氧树脂改性

以溶胶凝胶法合成的高纯Li_(1.4)Al_(0.4)Ti_(1.6)(PO_4)_3(LATP)纳米晶体粉末为原料,通过流延法成膜,在950℃下煅烧5 h合成LATP固态电解质片;对其进行环氧树脂改性后,能量色散X射线光谱元素图像表明环氧树脂完全浸入LATP内部,可以有效防止水渗透.研究发现流延法合成的LATP固态电解质在25℃?C时电导率高达8.70×10~(-4)S·cm~(-1)、活化能为0.36 eV、相对密度为89.5%.经过环氧树脂改性后电导率仍高达3.35×10-4S·cm-1、活化能为0.34 e V、相对密度为93.0%.高电导隔水的环氧树脂改性LATP固态电解质可作为锂金属保护薄膜用于新型高比容量电池.     

Enhanced interface properties of diamond MOSFETs with Al_2O_3 gate dielectric deposited via ALD at a high temperature

The interface state of hydrogen-terminated(C–H) diamond metal–oxide–semiconductor field-effect transistor(MOSFET) is critical for device performance. In this paper, we investigate the fixed charges and interface trap states in C–H diamond MOSFETs by using different gate dielectric processes. The devices use Al_2O_3 as gate dielectrics that are deposited via atomic layer deposition(ALD) at 80℃ and 300℃, respectively, and their C–V and I–V characteristics are comparatively investigated. Mott–Schottky plots(1/C~2–VG) suggest that positive and negative fixed charges with low density of about 1011 cm~(-2) are located in the 80-℃-and 300-℃ deposition Al_2O_3 films, respectively. The analyses of direct current(DC)/pulsed I–V and frequency-dependent conductance show that the shallow interface traps(0.46 e V–0.52 e V and0.53 e V–0.56 e V above the valence band of diamond for the 80-℃ and 300-℃ deposition conditions, respectively) with distinct density(7.8 × 10~(13) e V~(-1)·cm~(-2)–8.5 × 10~(13) e V-1·cm~(-2) and 2.2 × 1013 e V~(-1)·cm~(-2)–5.1 × 10~(13) e V~(-1)·cm~(-2) for the80-℃-and 300-℃-deposition conditions, respectively) are present at the Al_2O_3/C–H diamond interface. Dynamic pulsed I–V and capacitance dispersion results indicate that the ALD Al_2O_3 technique with 300-℃ deposition temperature has higher stability for C–H diamond MOSFETs.     

衬底温度对Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面形成纳米结构的影响

本文研究了不同衬底温度对Ga液滴在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面形成纳米结构的影响,当300℃≤T≤380℃时,Ga液滴演化成纳米孔(Nanohole)和盘状结构(diffusion halo),纳米结构的尺寸随温度升高而增大.当T≥385℃时,盘状结构消失,形成一定平坦的Al_xGa_(1-x)As薄膜,Ga液滴在界面处继续向下刻蚀直至耗尽,形成平均直径为75 nm,平均孔深为5.52 nm的纳米孔.本文还通过盘状结构测出平均扩散长度△R,并拟合出Ga原子在Al_(0.4)Ga_(0.6)As表面的激活能E_A=0.78(±0.01) eV和扩散前因子D_0=0.15(×4.1~(±1))10~(-2 ) cm~2s~(-1).     

LiNaSO_4-MgSO_4赝二元系中离子导体的研究

本文用差热分析和X射线衍射方法,对LiNaSO_4-MgSO_4赝二元系相图进行了研究。在此体系中存在三个化合物,它们分别为(LiNa)_(0.8)Mg(0.2)SO_4,(LiNa)_(0.67)Mg_(0.33)SO_4和(LiNa)_(0.4)Mg_(0.6)SO_4。 研究了三种化合物的离子导电性,在490℃时上述三个化合物的电导率分别为6.1×10~(-5),6.5×10~(-5),9.8×10~(-6)S·cm~(-1),它们的表现电导激活能分别为1.67,1.48和1.32eV。 用这三个化合物作电解质制作了原理性的Mg/MnO_2高温热电池,结果表明Mg/(LiNa)_(0.8)·Mg_(0.2)SO_4/MnO_2电池有较好的极化性能和放电特性,因而(LiNa)_(0.8)Mg_(0.2)SO_4有可能在高温热电池中获得应用。     

流体静压力下快离子导体Rb_4Cu_(16)I_7Cl_(13)离子电导的研究

在流体静压力为0.5—11.6kbar,温度-80—80℃范围内,测量了Rb_4Cu_(16)I_7Cl_(13)多晶粉末“松散”样品和“致密”样品的离子电导。“松散”样品电导与压力的关系表明,在4.0—5.0kbar附近,电导存在极大值;“致密”样品电导随压力单调下降。在一定压力下,“致密”样品电导率随温度变化的趋势与常压结果相同,压力对Rb_4Cu_(16)I_7Cl(13)α→β相转变温度没有明显影响。α和β相的激活体积分别为0.90cm~3/mol和1.55cm~3/mol。     

单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC的常温辐照肿胀差异性

SiC具有耐辐射、低感生放射性、耐高温等特点,在先进核能系统中具有重要的应用.用1.5 MeV的Si离子在常温下注入单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC,注量分别为1×10~(14)—2×10~(16)cm~(-2)和1×10~(15)—2×10~(16)cm~(-2),利用X射线衍射(XRD)仪和白光干涉仪测量材料的晶格常数和辐照肿胀随着注量增大的变化规律.结果显示:在1.5 MeV Si离子常温辐照下,注量达到2×10~(15)cm~(-2)时,单晶六方SiC完全非晶化;注量在1×10~(15)—5×10~(15)cm~(-2),单晶六方SiC的辐照肿胀明显高于多晶化学气相沉积SiC的辐照肿胀;注量达到1×10~(16)cm~(-2)时,单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC的辐照肿胀达到饱和并趋于一致,肿胀结果表明常温辐照环境下多晶化学气相沉积SiC的非晶化阈值剂量大于单晶六方SiC.通过分析单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC常温辐照肿胀差异的原因,研究了晶界对SiC材料非晶化肿胀规律的影响,并对XRD辐照肿胀测量方法的适用范围进行了讨论.     

LiF-LiCl-B_2O_3系统非晶态快离子导体结构的研究

本文通过对~(11)B核磁共振(~(11)B-NMR)、红外光谱等实验方法,研究了LiF-LiCl-B_2O_3三元系统玻璃的结构和离子导电性,着重于F~-离子在玻璃网络中所起的作用,以及 F~-,Cl~-和Li~ 离子对导电率的影响。 LiF-LiCl-B_2O_3三元系统玻璃,随LiF含量的增加,B由三角体向四面体变化,从而F~-离子进入网络,使玻璃结构由[B_2O_3]三角体层状结构向三维空间延展,形成了含有[BO_3F]基团的三维空间网络,Cl~-离子以游离的离子存在于网络中,起着松散网络的作用,对提高电导率有利,而Li~ 离子作为传导离子,对电导率的贡献是主要的。本系统玻璃的电导率是随LiF,LiCl含量的增加而增大,在300℃时测得电导率σ= 6.12×10~(-4)Ω~(-1)·cm~(-1)。     

Low-temperature synthesis of apatite-type La_(9.33)Ge_6O_(26) as electrolytes with high conductivity

In the present study,high-quality apatite-type La_(9.33)Ge_6O_(26) powders are successfully synthesized by a facile moltensalt synthesis method(MSSM) at low temperatures,using Li Cl,Li Cl/Na Cl mixture(mass ratio 1:1) as molten salt,respectively.Experimental results indicate that the optimal mass ratio between reactant and molten salt is 1:2,and Li Cl/Na Cl mixed molten-salt is more beneficial for forming high-quality La_(9.33)Ge_6O_(26) powders than Li Cl individual molten-salt.Comparing with the conventional solid-state reaction method(SSRM),the synthesis temperature of apatitetype La_(9.33)Ge_6O_(26) powders using the MSSM decreases more than 350?C,which can effectively avoid Ge loss in the preparation process of precursor powders.Furthermore,the powders obtained by the MSSM are homogeneous,nonagglomerated and well crystallized,which are very favorable for gaining dense pellets in the premise of avoiding Ge loss.On the basis of high-quality precursor powders,the dense and pure ceramic pellets of La_(9.33)Ge_6O_(26) are gained at a low temperature of 1100?C for 2 h,which exhibit higher conductivities(σ850?C(Li Cl)= 2.3 × 10~(-2) S·cm~(-1),σ850 ?C(Li Cl/Na Cl) = 4.9 × 10~(-2) S·cm~(-1)) and lower activation energies(Ea(Li Cl)= 1.02 e V,Ea(Li Cl/Na Cl)= 0.99 e V) than that synthesized by the SSRM.     

氮化铝薄膜的硅热扩散掺杂研究

采用热扩散方法,对AlN薄膜进行了Si掺杂。利用电子能量散射谱(EDS)以及高温变温电导对薄膜进行了分析。EDS测试结果表明:在1 250 ℃的温度下,氮化硅(SiN_x)作为Si的扩散源,可以实现对AlN薄膜的Si热扩散掺杂。高温电流-电压(I-V)测试表明:在460 ℃测试温度下,AlN薄膜在热扩散掺杂以后,其电导从1.9×10^-3 S·m^-1增加到2.1×10^-2 S·m^-1。高温变温电导测试表明:氮空位(V³⁺_N)和Si在AlN中的激活能为1.03 eV和0.45 eV。     

过渡区p型氢化硅氧薄膜结构和光电特性的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,利用二氧化碳(CO_2)、氢气(H_2)、硅烷(SiH_4)和乙硼烷(B_2H_6)作为气源,制备出一系列p型氢化硅氧薄膜.利用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和暗电导测试,研究了不同二氧化碳流量对薄膜材料结构和光电特性的影响,获得了从纳米晶相向非晶相转变的过渡区P层.研究表明:随着二氧化碳流量从0增加到1.2 cm~3·min~(-1),拉曼光谱的峰值位置从520 cm~(-1)逐渐移至480 cm~(-1).材料红外光谱表明,随着二氧化碳流量的增加,薄膜中的氧含量逐渐增加,氢键配置逐渐由硅单氢键转换为硅双氢键.P层SiO:H薄膜电导率从3S/cm降为8.3×10~(-6)S/cm.所有p型SiO:H薄膜的光学带隙(Eopt)都在1.82—2.13 eV之间变化.在不加背反射电极的条件下,利用从纳米晶相向非晶相转变的过渡区P层作为电池的窗口层,且在P层和I层之间插入一定厚度的缓冲层,制备出效率为8.27%的非晶硅薄膜电池.     

衬底温度对TiOPc光敏有机场效应管的影响

制备了基于酞菁氧钛(TiOPc)的有机光敏场效应管,对氧化铟锡(ITO)衬底器件进行温度优化。实验结果表明,随着衬底温度(T_(sub))的增加,器件载流子迁移率(μ)、光暗电流比(P)和光响应度(R)先增加后减小,在T_(sub)=140℃时达到最大。T_(sub)=140℃的ITO衬底器件,在波长808 nm、光功率密度190 m W·cm~(-2)的近红外光照下,最大载流子迁移率达到1.35×10~(-2)cm~2·V~(-1)·s~(-1),最大光暗电流比为250,栅压为-50 V时的最大光响应度为1.51 m A/W。     

镉、锌硫系化合物的单晶薄膜生长与电学性质

本文研究了 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe和 ZnTe薄膜的外延生长。这种生长是在10~(-4)—5×10~(-5)乇真空条件下进行的。在广阔的外延与蒸发温度范围内,在云母上可用凝集的方法制成单晶薄膜。单晶薄膜的蒸发温度T_(eV)和外延温度 T_(EP)之间的关系如下: 当 T_(EP)≤310℃时,T_(eV)=A_1+T_(EP) 当 T_(EP)≥320℃时,T_(eV)=A_2-2T_(EP) 同时得到了单晶薄膜生长的温度条件与硫系化合物分子量的关系。最完整的单晶薄膜生长的外延温度是300—320℃。并且研究了载流子迁移率和电阻率与单晶薄膜的生长温度条件之间的关系。获得的单晶薄膜具有多种性质。例如合成的CdSe单晶薄膜具有10~5欧姆厘米量级和10~1—10~2欧姆厘米量级的电阻率,并具有十分高的电子迁移率,20—32厘米~2/伏·秒。     

高电导a-Si:H:Y合金的电输运特性

本文报道由rf溅射技术将稀土元素Y掺入非晶硅,当掺Y浓度为20％左右时,获得了室温直流电导率为2×10¹Ω^-1·cm^-1的a-Si:H:Y合金膜。测量表明该合金膜是n型。变温电导测量指出,在测量温度范围内lnσ与l/T的关系可拟合于两条直线。对于衬底温度为260℃,290℃和330℃溅射的合金膜,其转折点分别出现在～70℃,～75℃和～90℃。这表明a-Si:H:Y合金膜存在两种电传导机制:在室温附近电子在Y施主杂质带内跳跃传导,在高温情况下电子在导带延展态内传导。并且得到Y施主杂质带中心处于导带E_c以下0.06—0.07eV。 关键词：     

高压下单晶橄榄石的电导率

以圣卡洛斯(San Carlos)单晶橄榄石为研究对象,结合交流阻抗谱和金刚石对顶砧(DAC)技术,在300 K、0～19 GPa条件下对其电导率的各向异性进行系统研究。压力标定根据红宝石荧光谱线的漂移以及硅油的拉曼光谱。实验结果表明:在300 K、0～19 GPa条件下,橄榄石[100]方向上的电导率最大,从3.8×10~(-8) S/m增加到9.0×10~(-8)S/m,[010]与[001]方向上的电导率接近,约为[100]方向电导率的1/2～1/3;橄榄石电导率随着压力线性增加,其中[100]方向的电导率随着压力变化的斜率最大。在室温条件下,橄榄石主要的导电机制是小极化子导电,且具有负的活化体积。研究结果表明,在含水量较低的上地幔区域,随着深度增加,压力效应可能导致电导率横向和纵向的不均一性增强。