PECVDSi3N4/InP界面特性的研究

本文利用Auger分析技术和C-V测量方法,详细地研究了PECVDSi₃N₄/InP界面特性,Auger能谱分析表明热处理使界面面发生互扩散,同时InP的热分解导致P元素穿过Si₃N₄薄膜到达表面。C-V测量表明Ag/Si₃N₄/InPMIS结构可以实现载流子的堆积、耗尽和反型。     

Ca2CuO3的高压结构性质研究

 采用金刚石压砧高压装置（DAC）,对具有Cu—O链结构的Ca₂CuO₃的多晶粉末样品进行了高压同步辐射能散X射线衍射实验。实验结果表明,在0～34 GPa压力范围内,Ca₂CuO₃晶体没有发生结构相变,用Birch-Murnaghan状态方程拟合,得到在压力导数B′₀=4时,零压体弹模量B₀=165.4±1.8 GPa。     

用同步辐射和高温DAC装置研究Fe2SiO4的γ→α相变动力学过程

 通过对γ-Fe₂SiO₄样品在常压和温度分别为894、926、948和993 K时转变为α相的实验的具体描述，介绍了采用同步辐射和高温DAC装置及高压高温原位X光衍射技术进行高温高压相变动力学过程研究的一般方法。     

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。     

高氧压合成产物La2CuO4+δ的相变研究

 本文采用超高氧压2.3 GPa合成方法，得到超导相含量大于30%的超导化合物La₂CuO_4+δ所采用的压力是目前所见报导中对La₂CuO₄化合物施加的最高氧压。湿化学方法测量给出过量氧含量δ=0.05±0.01，而TGA（氮气中）给出δ=0.143。高氧压合成产物经在空气中、不同温度下加热，然后淬火到室温，结果发现超导体在200~300 ℃的加热处理中存在着一个一级相变。经此相变后，超导体转变成反铁磁半导体。TGA及DSC证实了此相变的存在。该相变前后所联系的氧含量变化恰好为湿化学方法给出的结果，这部分与超导电性存在联系的过量氧，实际上引起了Cu²⁺向Cu^(2+2δ)+的转变。该结果强有力地排除了所谓“超氧化物”引起超导电性的可能性。     

高压固相反应法合成具有理想Ruddlesden-Popper结构的Ca4Mn3O10层状化合物

 采用高压下的固相反应方法,成功地合成了具有空间群I4/mmm的理想三层结构化合物Ca₄Mn₃O₁₀。用电子显微学方法对此结构进行了研究,并提出了近似的结构模型。基于提出的模型,进行了电子衍射图和高分辨像的模拟,并与实验结果进行了比较。     

Na填充型方钴矿化合物CoSb3的高压合成及电输运特性研究

 利用高压合成方法,在压力为2 GPa、温度为900 K的条件下,以NaN₃作为添加剂,成功地合成出了Na填充型的方钴矿化合物CoSb₃。X射线衍射（XRD）研究结果表明,当Na填充量达80%时,合成的Na填充型方钴矿化合物CoSb₃仍为单相方钴矿结构,没有Na和NaN₃等杂质峰。在室温下对不同Na填充量的样品进行了电阻率（ρ）和Seebeck系数（α）的测试,研究了不同Na填充量对样品电阻率、Seebeck系数和功率因子（α²σ）的影响。研究结果表明：室温下,样品的电导率随Na填充量的增加而增大,Seebeck系数的绝对值随Na填充量的增加而减小。当Na填充量为0.4时,样品获得了最高的功率因子（8.72 μW·cm^-1·K^-2）,此值高于He等报道的利用热压法制备的CoSb₃的值。填充量对样品电输运特性的影响规律与Pei等研究的K填充型CoSb₃的研究结果相一致。上述研究结果表明,高压合成技术有利于提高填充型方钴矿化合物的填充量,并有效地提高样品的电输运特性。     

室温下压致铁钴镍合金的bcc→hcp相变

 本文采用高压X光衍射方法在金刚石对顶压砧中在位地（in situ）研究了Fe₆₈Co₂₄Ni₈（wt%）合金在室温下的压致bcc→hcp结构相变和直到40.5 GPa的等温压缩行为。实验结果表明该合金在常压下为bcc结构，晶格常数a₀=(0.287 0±0.000 1) nm，体积V₀=(7.119±0.007) cm³/mol，密度ρ₀=(7.981±0.008) g/cm³；在20.9 GPa附近出现bcc→hcp结构相变，两相共存压力区约10 GPa，在此区域内有晶面间距d(002)_hcp=d(110)_bcc，且原子平面(002)_hcp//(110)_bcc，hcp相比bcc相体积减小(0.33±0.02) cm³/mol；高压相hcp结构的晶格参数比值c/a=1.608±0.004；相变后原子配位数的增加使得hcp相(002)平面内及(002)平面间的最近邻原子间距比bcc相最近邻原子间距分别增大约1.6%和0.5%；用Murnaghan状态方程对实验数据进行最小二乘法拟合，得到bcc相B₀=(130±13) GPa，B₀'=12.6±0.5；hcp相V₀=(6.62±0.04) cm³/mol，B₀=(243±21) GPa，B₀'=6.8±0.3；对于该合金的bcc→fcp相变时的结构转变机制做了详细的讨论。     

冷压与热压处理对YBa2Cu3O7-δ的结构相变和超导电性的影响

 本文研究了冷压（2.2~5.2 GPa）与热压（2.2 GPa,2.50~950 ℃）对YBa₂Cu₃O_7-δ的正交→四方相转变区和超导电性的影响。冷压保持其正交结构,但破坏了超导性,在98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再在空气中烧结,可恢复液氮温区的零电阻状态。以Cu锅密封样品,热压处理至950 ℃,不发生Cu的析出。热压处理后,98 K（失超点）到室温呈半导体特性,再经通氧烧结,于86 K出现零电阻。热压处理过程,从450~950 ℃为正交→四方转变区。950 ℃为转变结束温度,大大高于氧气、空气、氮气、真空状态的温度。400 ℃附近为起始转变温度,低于氮气、氧气气氛的温度。因此相变区加宽。T_0-t结束温度升高,与Cu锅的抑制还原作用有密切关系。如降低高压淬火速率（<<10² ℃/s）,或随后辅以氧气氛中的后处理,将有利于获得既有高密度又有高T_c的YBa₂Cu₃O_7-δ超导体。     

β-FeSi2的高压研究

 对β-FeSi₂晶体进行了原位X射线衍射高压研究。利用同步辐射X射线衍射原位研究了β-FeSi₂的高压相演化，发现压力在4.3 GPa时出现相变，在25.8 GPa时相变完成。指标化结果表明：经高压处理后得到的产物具有四方结构，其晶格常数为：a=b=1.004 9 nm，c=0.339 4 nm。     

硼掺杂增强g-C3N4基单原子催化剂性能的第一性原理研究

单原子催化剂(SACs)以其最大的金属原子利用率和较高的催化活性而备受关注.本文提出了在Mn负载g-C₃N₄单层(Mn/g-C₃N₄)中进行B掺杂的方案来提升单原子催化剂的光催化活性,并利用第一性原理对Mn/B-g-C₃N₄单原子催化剂的晶体结构,电子结构,带边位置和光学性质进行计算.计算结果表明B掺杂具有较强的结构稳定性,带隙变小,同时带隙中出现杂质能级,导致吸收边向可见光区发生红移,提高了g-C₃N₄在太阳光下光吸收能力和光催化活性,研究结果为制备高效的g-C₃N₄基光催化SACs提供了理论指导.     

氰基和氧改性的g-C3N4吸附氧气的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函理论模拟研究了氰基和氧改性的单层石墨相氮化碳（g-C3N4）结构模型、禁带宽度和态密度,以及氧气在其表面上的吸附行为。基于三种结构的态密度,讨论了其与禁带宽度变化的关系。基于氧气在g-C3N4、氰基改性g-C3N4和氧掺杂g-C3N4的吸附能和吸附后O-O键长,系统分析了氧气在其表面上的吸附行为。     

Ag NPS/g-C3N4纳米复合材料制备及其SERS纳米传感器

通过化学氧化块状石墨型氮化碳(g-C3N4),获得在水中分散性好的片状g-C3N4.XRD,FTIR和XPS表明,所得片状g-C3N4含有氧官能团.这不仅可以作为锚定点负载纳米银粒子(Ag NPs),而且可以获得Ag NPs均匀分散的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物.制备的复合材料中银纳米颗粒的重量百分比也会随着硝酸银与片状g-C3N4的质量变化而发生变化.基于g-C3N4对Co2+的明显的拉曼强度响应,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物作为表面增强拉曼散射(SERS)传感器检测Co2+.通过拉曼强度的对照,发现随着Co2+浓度的增加,拉曼信号增加;而含有73％银纳米颗粒的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物有高的灵敏性,检测极限浓度达到10-9 mol·L-1;复合材料同时显示出高的选择性,对其他如Cd2+,Cu2+和Zn2+的金属离子没有明显的拉曼增强信号.分析了复合材料对Co2+的增强机制.由于Co2+与g-C3N4中的=N-/-NH-基团的耦合,引发复合材料中Ag NPs聚集,从而产生局部电磁场,进而产生表面增强效应.可以预知,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物将作为一种用于制造SERS传感器的新的理想材料.     

石墨相C3N4的高温高压研究

为了得到超硬相的C3N4,利用石墨相C3N4(gC3N4)为实验的初始原料,利用六面顶压机高温高压实验技术,对gC3N4进行了高温高压研究.实验结果表明,在5.2 GPa、600 ℃和5.2 GPa、800 ℃两个压力和温度点,制备的样品经过X射线衍射(XRD)分析,样品仍然为gC3N4,当温度升到1000 ℃时,发现样品发生了变化,经XRD和X光电子能谱（XPS）分析,gC3N4完全分解为石墨.     

Synthesis of CuO/g-C3N4 Composite with High Anti-Interference Ability for Enhanced Fenton-Like Catalysis

The combination of semiconductors and transition metal compounds for Fenton-like application has been widely reported. However, there are still some problems that can be further studied such as the optimization of metal species and in-depth research of mechanism. In this paper, using melamine and copper acetate as raw materials, a kind of composite of copper oxide and graphitic carbon nitride (CuO/g-C₃N₄) is synthesized by a facile hydrothermal method. The synthetic conditions such as type of transition metal salt and ratio of raw material are further optimized. With the presence of H₂O₂, the CuO/g-C₃N₄ composite shows exceptional broad-spectrum Fenton-like catalytic performance against the organic dyes in aqueous solution within a wide pH range, and the highest degradation rate of organic dyes can reach 99% within 10 min. After eight times of recycling, the catalytic activity of the composite can still remain more than 85%. More importantly, the CuO/g-C₃N₄ composite presented excellent anti-interference ability toward heavy metal ions and complex pollutants. Finally, the enhanced Fenton-like catalytic mechanism is illustrated in detail.     

硫酸氢铵高压下相变研究

由于铁电材料在科学研究领域的重要应用,功能铁电材料的设计和机理研究一直是国内外的研究热点。材料的性能离不开结构研究,为了更好的认识和理解一种典型铁电材料-硫酸氢铵的结构和相行为,研究了17GPa压强下硫酸氢铵的高压拉曼光谱。在压力作用下,绝大多数的拉曼谱线向高波数方向移动,并且有两个特征拉曼谱带的强度发生很大的变化(1 018和3 183cm~(-1)),表明硫酸盐与铵离子正四面体的电子云密度发生重构。根据频移-压强曲线关系,得出了硫酸氢铵在6和10.5GPa附近分别存在一阶相变。根据高压下S=O伸缩振动谱带的变化规律,发现了不同相区间氢键的相反作用规律。为AHSO_4系列铁电材料压力作用下结构变化规律提供一定的研究基础。     

氮化硅粉末的傅里叶变换红外光谱研究

利用透射法和漫反射法,研究了纯氮化硅粉末和KTBr烯释后样品的红外光谱特征,比较了不同方法获得得的红外光谱的异同,实验发现,纯氮化硅粉末的曼反射光谱在约1200cm^-1处出现一尖锐的强峰,而KBr稀释样品的透光谱和温反射光谱不出现此峰,研究认为,该峰对应氮化硅颗粒表面Si-O键的振动。     

Pressure-Induced Phase Transition in BaTiO3 Nanocrystals

The crystal structure and electric properties of BaTiO3 nanocrystals are studied by in situ high-pressure synchrotron radiation x-ray powder diffraction. The phase transition takes place not only in the samples of BaTiO3 nanocrystals that are tetragonal phase with grain sizes more than 100nm, but also in the samples of BaTiO3 nanocrystals that are cubic phase with grain sizes less than 100nm. The pressures of phase transition are found to increase with decrease of the grain size from about 4 to 10GPa for crystallites ranging from 200 to 10nm in radius. The bulk moduli are calculated according to Birch-Murnaghan state equation before and after the phase transition.     

Computational study on the half-metallicity in transition metal–oxide-incorporated 2D g-C3N4 nanosheets

In this study, based on the first-principles calculations, we systematically investigated the electronic and magnetic properties of the transition metal–oxide-incorporated 2D g-C₃N₄ nanosheet (labeled C₃N₄– TM–O, TM= Sc–Mn). The results suggest that the TM–O binds to g-C₃N₄ nanosheets strongly for all systems. We found that the 2D C₃N₄–TM–O framework is ferromagnetic for TM= Sc, Ti, V, Cr, while it is antiferromagnetic for TM= Mn. All the ferromagnetic systems exhibit the half-metallic property. Furthermore, Monte Carlo simulations based on the Heisenberg model suggest that the Curie temperatures (T_c) of the C₃N₄–TM–O (TM= Sc, Ti, V, Cr) framework are 169 K, 68 K, 203 K, and 190 K, respectively. Based on Bader charge analysis, we found that the origin of the half-metallicity at Fermi energy can be partially attributed to the transfer of electrons from TM atoms to the g-C₃N₄ nanosheet. In addition, we found that not only electrons but also holes can induce half-metallicity for 2D g-C₃N₄ nanosheets, which may help to understand the origin of half-metallicity for graphitic carbon nitride.     

Li3N、Mg3N2、Ca3N2催化作用的比较和分析

 Li₃N、Mg₃N₂和Ca₃N₂是高温高压下以hBN为原料合成cBN的催化剂。在实验中发现它们对常压高温下生成hBN的反应也表现出催化作用。对比了三种氮化物催化效果的差异，发现三种氮化物都只有在熔融状态下才能表现出催化效果，以及三种氮化物对生成hBN反应的催化效果与它们在高温高压下合成cBN反应的催化效果次序相似。提出了对合成hBN有催化作用的化合物也将对合成cBN表现出催化作用的观点。