纳米尺寸的ZnO晶体高压相变的拉曼散射研究(英文)

Weperformedthehigh-pressureRaman measurementofthethreenanosizedZnOcrystals. Wefoundthesmallerthesize,thehigherthe pressuretoinducethephasetransitionfrom w櫣rzitetorock-saltstructure. High-pressureRamanmeasurementsof nona-shapedZnOcrystalswerepreformed.The…     

不同粒径纳米晶硫化锌的高压结构相变研究

 应用原位能量色散X射线散射和金刚石对顶砧技术,对纳米晶ZnS进行了高压结构相变研究。初始相为纤锌矿结构的10 nm和3 nm硫化锌分别在16.0 GPa和16.7 GPa时转变为岩盐矿结构,相变压力均高于纤锌矿结构的体材料硫化锌。该相变为一可逆的结构相变。应用大型科学计算软件Materials Studio（MS）计算了纳米晶ZnS的状态方程,根据Birch-Murnaghan方程拟合了纳米晶ZnS的零压体模量,得到的零压体模量高于相应体材料的零压体模量,表明纳米晶ZnS较难压缩。     

高压下ZnSe 纳米带的结构相变及拉曼散射研究

 利用高压原位角散X射线衍射实验研究了ZnSe纳米带的结构稳定性。发现样品在12.6 GPa 附近存在一个从立方闪锌矿型到立方岩盐矿型的结构相变,并且在相变点附近存在较大的体积收缩,相对体积变化率达13%。利用Birch-Murnaghan 状态方程拟合,得到了闪锌矿相的体弹模量约为56 GPa,略低于体材料的体弹模量（约67 GPa）;并得到其立方岩盐矿相的体弹模量约为116 GPa。高压拉曼散射实验结果表明,横光学声子模散射峰在5.5 GPa压力附近发生劈裂,纵光学声子模散射峰在12.8 GPa压力以上逐渐消失。根据角散实验的体弹模量数据,计算得到了闪锌矿相中对应不同声子模式的格林爱森常数。     

高压下钡的硫化物的结构相变和光学性质研究(英文)

利用基于密度泛函的第一性原理,计算了高压下钡的硫化物(BaS、BaSe和BaTe)的结构相变和光学性质。计算结果表明,这些化合物的压致结构相变是从NaCl型结构转变为CsCl型结构;对于结构转变压力和金属化转变压力,BaS为8.57 GPa和45.4 GPa,BaSe为7.44 GPa和36.5 GPa,BaTe则分别为5.67 GPa和16.7 GPa。光学性质计算结果显示:随着压力的增加,静态介电常数ε0不断增加,介电常数虚部ε2的峰值向高能方向移动(蓝移)。     

三聚氰胺(C_3N_6H_6)的高压Raman与压致结构相变研究

本文在8 7GPa压力范围内研究了三聚氰胺(C3N6H6)的高压原位Raman光谱。通过内、外Raman活性模的压致效应,发现在1 5GPa和6 0GPa压力下该分子晶体发生了压致结构相变。用空间群相关原理确认在1 5GPa压力下它从单斜相转变为三斜相;在6 0GPa压力下又发生了另一次结构相变。然后在室温高压条件下对三聚氰胺进行了原位同步辐射能量散射x-ray衍射实验(EDXD),在14 7GPa压力范围内,观察到常压下为单斜晶系的三聚氰胺经历了两次压致结构相变。在1 3GPa下,三聚氰胺分子晶体从单斜相转变为三斜相;在8 2GPa又转变为正交相。本实验结果为利用三聚氰胺碳氮有机分子晶体高温高压合成超硬C3N4共价晶体的研究提供了重要信息。     

纳米硫化锌球壳的高压相变研究

 采用同步辐射能量色散X射线衍射（EDEX）技术和金刚石对顶砧高压装置,对纳米硫化锌球壳进行了原位高压X射线衍射实验。最高压力达33.3 GPa。常压下纳米硫化锌球壳为纤锌矿结构和闪锌矿结构共存的混相结构。压力达到11.2 GPa时,纳米硫化锌空心球中的纤锌矿结构全部转变为闪锌矿结构。压力达到16.0 GPa时,发生了由闪锌矿结构向岩盐矿结构的相变,在17.5 GPa和21.0 GPa时分别出现未知峰,33.3 GPa时基本完全转变为岩盐矿结构。两个相变均为可逆相变。     

BaTiO_3纳米陶瓷的高压Raman光谱研究

本文研究了平均粒度为20nm的BaTiO3纳米陶瓷在高压下的Raman光谱变化,分析了特征峰随压力变化情况,确定了36.7Gpa范围内的三个相变,分别发生在3.3Gpa,10.93GPa,19.8GPa。     

AIN 纳米线高压相变的 Raman 光谱特征

利用金刚石对顶砧(DAC)技术和显微 Ramana 光谱原位测量技术,在0～33.1 GPa 压力范围对 AIN 纳米线进行了高压相变研究.在24.4 GPa 附近,A1(LO)振动模式呈现出较大的非对称性宽化的特征,表明发生了六角纤锌矿到立方岩盐矿的结构转变.岩盐矿结构 AIN 纳米线的无序声子散射导致了高压相的Raman 散射信号.卸压后,高压相的 Raman 光谱特征被保留下来.根据纤锌矿结构 AIN 纳米线的振动模式频率随压力的变化关系,讨论了 AIN 纳米线和体材料在转变路径上的区别,并计算了纤锌矿结构中对应不同声子模式的格林爱森常数.     

不同尺寸锐钛矿结构TiO2纳米晶的高压相变研究

本文利用溶胶-凝胶法合成出5.6 nm、8.6 nm和19.4 nm三种尺寸的锐钛矿结构TiO2纳米晶, 并利用金刚石对顶砧压机结合Raman光谱技术研究了尺寸效应对其在23 GPa高压下结构相变的影响。结果发现, 对于5.6 nm和8.6 nm的样品, 加压到23.2 GPa和22.5 GPa的压力时没有发生结构相变, 而是转变为无定型结构, 卸除压力后, 依然保持为无定型; 而19.4 nm的样品在约11.3 GPa时逐渐转变为单斜斜锆石结构, 在卸压后转变为α-PbO2结构。相对于块材, 尺寸越小, 相变压力越大。基于吉布斯自由能理论, 尺寸减小引起的表面能增大被认为是相变压力变大的主要原因。     

PbWO_4微晶高压结构相变的Raman光谱研究

本文利用溶剂热方法合成出具有锥形结构的四方白钨矿相PbWO4微晶,并结合金刚石对顶砧压机,利用Raman光谱手段研究了其在22GPa压力下的结构变化。结果发现,在大约4.2GPa,发生了向单斜结构PbWO4-Ш相的局部转变。随着压力继续增大至7GPa,又发现了向亚稳单斜结构的褐钇铌矿相的转变。大约13.2GPa后,亚稳相褐钇铌矿结构也转变为更为致密的PbWO4-Ш相。该相变过程为可逆相变,卸压后恢复为白钨矿结构。     

纳米二氧化铈的高压拉曼光谱研究

本文利用金刚石对顶砧高压技术,在0.1MPa～47.5GPa压力范围内对粒径为8nm的纳米CeO2进行了高压拉曼光谱研究。研究结果表明,常压下萤石结构的纳米CeO2(空间群Fm3m)在24.3GPa时开始发生萤石结构到PbCl2类型(空间群Pnam)的结构相变。这个相变为可逆相变,卸压至零压时样品恢复至萤石结构。     

三氧化二镓的高压拉曼光谱研究

β-Ga2O3是一种宽禁带半导体材料(Eg=4.8 eV).研究β-Ga2O3在高压(高应力)条件下的相稳定性和晶格动力学特性对其材料应用具有重要的参考价值.目前关于Ga2O3在高压下的晶格动力学特性研究较少,且Ga2O3的β→α的高压相变压力仍然具有争议.本工作采用基于金刚石压砧(DAC)的高压拉曼光谱技术研究了Ga...     

CeO_2纳米晶的制备及其谱学性能研究

以硝酸亚铈为原料,浓氨水为沉淀剂,在80℃反应3 h并陈化9 h制备得到了纯CeO2纳米晶.XRD分析结果表明产物属于立方晶系.透射电镜观察发现产物呈六边形结构,推测为多面体形CeO2的投影,粒径在10 nm左右,分散性良好.沉淀剂浓度、反应温度及陈化时间等对产物的纯度及形貌有明显影响.碱浓度降低或陈化时间缩短都导致产物中出现Ce(OH)3杂质;延长陈化时间,产物粒径增大;若反应温度低于40℃,产物中出现大量Ce(OH)3杂质.拉曼光谱研究表明,纯CeO2纳米晶在465 cm-1处有一振动峰,对应于立方萤石结构的F2g拉曼位移,而含有Ce3+杂质的产物则在600 cm-1处还出现一小峰.荧光光谱研究发现,在波长为400 nm的激发光下,CeO2纳米晶在465 nm附近出现一个不对称发射光谱峰.     

High-pressure Raman study of SnGeS3

Abstract

We report Raman-scattering studies of SnGeS₃ under hydrostatic pressures up to 19.5 GPa. An assignment to internal-external modes is proposed, based on the pressure slopes obtained. Our data show evidence for two critical pressures, one around 7 GPa and a second one around 12 GPa. The material renders itself Raman inactive at 19.5 GPa. The observed changes are reversible upon pressure release.     

High-pressure Raman spectra of L-isoleucine crystals

Raman spectroscopy investigations of L-isoleucine crystals under high pressures have been carried out up to 7.3 GPa. From this study it was possible to observe modifications on bands associated to both rocking vibrations of r(NH₃⁺) and r(CO₂⁻) as well as to lattice modes at about 2.3 and 5.0 GPa. These modifications were correlated to either conformational change of molecules or to a solid–solid phase transition undergone by the crystals involving the hydrogen bonds that maintain the molecules held in the unit cell. A comparison with a few results on other amino acid crystals is also given.     

High-pressure Raman and infrared spectroscopic studies of ZrP2O7

High-pressure Raman and mid-infrared spectroscopic studies were carried out on ZrP₂O₇ to 23.2 and 13 GPa respectively. In the pressure range 0.7–4.3 GPa the lattice mode at 248 cm^?1 disappears, new modes appear around 380 and 1111 cm^?1 and the strong symmetric stretching mode at 476 cm^?1 softens, possibly indicating a subtle phase transition. Above 8 GPa all the modes broaden, and all of the Raman modes disappear beyond 18 GPa. On decompression from the highest pressure, 23.2, to 0 GPa all of the modes reappear but with larger full width at half maximum. Lattice dynamics of the high temperature phase of ZrP₂O₇ were studied using first principles method and compared with experimental values.     

High-pressure Raman study on the BaSO4–SrSO4 series

High-pressure Raman spectroscopic studies of the BaSO₄–SrSO₄ binary series are carried out. The variations of the Raman spectra show 1–2 bonding-state transitions. The first pressure transition may be in relation to the re-arrangement of Ba–O/Sr–O or S–O, while the second one may indicate an indistinct structural transition leading to some structural degeneracies. It is observed that the transition occurs at a lower pressure with increasing BaSO₄ molar ratio. Moreover, the radius of the cations is the main factor in the transformations of the sulfates with pressures. Barite (BaSO₄), celestine (SrSO₄), and their solid solutions have the same transitional behavior, and their transitions with pressures are all regarded as reversible.     

CeO2热力学性质的第一原理研究

使用第一性原理方法结合准谐德拜模型研究压力0~30 GPa,温度0~2 000 K,二氧化铈立方结构的热力学性质,包括常压下平衡体积V、体弹模量B₀、热容c_p和熵S随温度的变化以及不同压强下热容c_p、熵S、德拜温度Θ,体膨胀系数α与温度的关系.常压下计算的热容c_p和熵S随温度的变化与实验数据符合很好.