富勒烯结晶特性研究

用扫描电镜（ＳＥＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）方法研究了不同Ｃ６０／Ｃ７０含量比的甲苯溶液在单晶硅表面大气环境条件下等温蒸发Ｃ６０６ Ｃ６０／Ｃ７０的结晶特点。纯Ｃ６０的结晶表面为层状扩展的生长过程，生成的晶粒具有完整的晶面。而Ｃ７０的存在影响Ｃ６０的结晶过程，破坏晶面的完整性、晶粒成核速度加快、晶体生长表现为典型的非平衡态多核竞争生长过程从而使结晶产物的出现明显的分形结构。     

石墨烯上外延GaN薄膜的取向演变研究

本文研究了在石墨烯上生长GaN薄膜时晶体取向的变化.采用AlN成核层辅助生长,GaN由取向相差较大的小晶粒,逐渐合并为与石墨烯取向一致的晶粒,最终形成了约4.6μm厚的GaN薄膜.通过EBSD和XRD证实了GaN晶体取向一致性的提高,拉曼光谱也表明GaN晶体的高质量.     

氧化锌纳米晶取向连生

本文以硝酸锌、尿素为原材料,用均匀沉淀法制备了取向连生的氧化锌纳米晶粒.从结晶化学角度提出了晶粒的生长基元和取向连生机理,认为氧化锌晶粒取向是沿着晶轴c方向易于晶粒连生,它是由正、负六方锥面p{10 11-};p1{10 1-1-}面相互联结为主,其次为正、负极面c(0001)与-c(000 1-).     

氧气流量对MgxZn1-xO薄膜择优取向的影响

利用脉冲激光沉积技术,选用靶材为Mg0.5Zn0.5O陶瓷靶材,在非晶石英衬底上研究氧气流量对MgxZn1-xO合金薄膜生长取向的影响.结果表明:在低压、低氧气流量条件下薄膜的成核生长主要受控于晶面的表面能,薄膜为(200)晶向;在沉积压强8.0Pa时,随着氧气流量的增加,反应粒子的能量降低,不同取向晶粒的生长速率发生变化,导致MgZnO薄膜的生长取向由(200)择优取向转变为(111)择优取向.当氧气流量过大(70 sccm)时,由于氧气分子迁移能的提高,MgZnO薄膜呈现多个不同生长取向.     

PVT法钨坩埚系统中自发生长自支撑AlN单晶及其表征分析

采用物理气相传输(PVT)法在AlN原料表面自发生长出大量毫米级尺寸的AlN单晶.本文对该工艺下AlN单晶的自然形貌、极性、杂质含量等进行了分析.实验及分析结果表明,在实验工艺条件下,原料表面生长的AlN晶粒具有规则的六方外形,晶粒沿C向择优生长且具有高的生长速率(约200～ 250 μm/h),但径向生长受限于{10-10}(m面).不同颜色的AlN晶粒经机械切割及化学机械抛光(CMP)后,形成高表面质量的C轴取向抛光片.通过化学湿法腐蚀和SEM表征发现,淡黄色晶粒为Al极性晶体,暗棕色晶粒为N极性晶体,淡黄-暗棕混合色晶粒为Al/N混合极性晶体,其内部可以观察到清晰的两种极性分界.通过GDMS与EGA对不同颜色晶粒内部的主要杂质元素含量进行了分析,结果表明,淡黄色晶粒内氧元素的含量相比暗棕色晶粒的含量低,而碳含量则相反.     

电化学技术制备白钨矿单元多晶薄膜的生长特性研究

在室温下用电化学技术进行沉积白钨矿AMO4(A:Ba、Sr,M:W、Mo)晶态薄膜开展过比较系统地研究,特别是对薄膜从在金属基底M上开始成核到薄膜制备完成的不同时间内制备的样品进行了SEM、EDX和XRD等测试分析.通过集中对不同体系钼酸盐和钨酸盐薄膜的生长过程和生长习性定性地进行对比分析,结果表明:(1)对于相同的电解质溶液、不同的金属基底,在钨片上薄膜更容易形成晶核和晶粒,在薄膜生长初期,钨片上薄膜成核速率小,晶粒粒度大,晶粒生长速率大,成膜时间长,钼片反之;(2)对于相同的金属基底、不同的电解质溶液,在薄膜生长初期,BaMO4薄膜最早的成核时间要早,BaMO4薄膜成核速率小,晶粒生长速率大,晶粒粒度大,成膜时间短;SrMO4薄膜反之;(3)薄膜上晶粒的取向与基底无关,而与电解质溶液中的阳离子有关.     

95%氧化铝陶瓷烧结过程中的表面晶粒织构生长及相场法仿真

本文报道了一种CaO+SiO₂共添加的95%氧化铝陶瓷烧结过程中表面呈现的晶粒织构生长现象:(006)晶面平行于样品表面的晶粒优先生长.对该现象的机理进行了讨论:这可能和(006)晶面形成的表面具有更低表面能有关.采用多相场模型,将表面能的差异归于自由能密度的差异中,对95;氧化铝陶瓷烧结过程中出现了表面晶粒织构生长进行了仿真研究,得到的仿真结果与个别取向的晶粒优先生长的实验结果一致.     

氧化锡纳米晶的合成与生长

采用水热法制备了氧化锡纳米晶,通过X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)对氧化锡纳米晶样品的晶体结构、晶粒形貌进行了表征,并研究了氧化锡纳米晶生长和位错的产生机制.结果表明:在退火温度低于500 ℃时,晶粒生长依靠着周围的非晶成分而长大,纳米晶内部无晶格缺陷;退火温度高于500 ℃时,晶粒通过相互粘结的方式而长大.晶粒之间的不完全取向粘结导致了缺陷与位错的产生.     

熔盐法合成Bi3NbTiO9的晶粒生长动力学研究

本文采用熔盐法,利用氯化钾作助熔剂成功合成了Bi3NbTiO9多晶粉体.并在此基础上,利用经典的动力学方程系统研究了Bi3NbTiO9多晶粉体在熔盐合成过程中的晶粒生长动力学.结果表明:利用熔盐方法合成Bi3NbTiO9多晶粉体的生长过程,可以划分为高温和低温两个阶段,并且在不同的阶段存在不同的生长机制.进一步对熔盐法合成多晶陶瓷粉体的形核和长大两个反应阶段进行研究,结果表明:粉体的形核过程遵循JMAK方程.低温阶段即低于900℃时,Bi3NbTiO9晶粒的长大速率较小,生长主要依赖于扩散;900℃以后晶粒的长大速率和晶粒生长激活能均显著增加,生长主要依赖于界面反应;高温生长的后期会发生明显的异常晶粒长大.     

硫酸钾枝状晶的生长与EBSD测定

采用单玻片溶液蒸发法、双玻片溶液蒸发法以及凝胶法,在不同条件下分别获得了硫酸钾枝晶和枝蔓晶,并利用EBSD技术对硫酸钾枝晶和枝蔓晶的结晶学取向进行了测试和分析.研究表明:硫酸钾(K2SO4)枝晶的主干主要沿着＜ 111＞方向生长;而硫酸钾(K2SO4)枝蔓晶中,组成枝蔓晶的相邻枝晶(晶粒)之间存在典型的双晶关系,其双晶轴为＜011＞,双晶面为(053).     

巴基管涂层金刚石薄膜的成核率与生长速率研究

本文对热丝ＣＶＤ法沉积金刚石的形成过程进行了研究，建立了以巴基管为涂层在硅片上学积金刚石薄膜的成核率以及生长速率随时间的曲线，由此得出金刚石晶粒的成核经历孕育期，快速增长期和饱和期这三个连续的阶段，随后膜层继续生长增厚的速度逐渐趋于恒定。     

脉冲激光沉积法在SiO2/Si衬底上生长c轴取向LiTaO3薄膜

本文利用脉冲激光沉积法,系统研究了衬底温度和氧压对硅基LiTaO3薄膜质量及c轴取向性的影响,结果表明衬底温度和氧压对LiTaO3薄膜的c轴取向性及结晶质量有很大的影响,在650℃、30Pa时可以生长出高c轴取向LiTaO3薄膜。采用扫描电镜和原子力显微镜对最佳条件下制得薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面光滑,晶粒尺寸均匀致密,薄膜表面粗糙度约为3.6nm。     

纳米晶粒取向连生与枝蔓晶的形成

本文研究了在水热条件下ZnO、BaTiO3、La2/3TiO3和Fe2O3纳米晶粒的取向连生和枝蔓晶的形成.用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了纳米晶粒的取向连生和晶粒相连的枝蔓晶,其枝蔓晶的形成与通常枝蔓晶的形成机理是一致的,都是沿着晶体中负离子配位多面体相互联结的稳定方向,为晶体生长速率最快方向,其分布的对称性与晶体结构的对称性是对应一致的.     

用改进的MonteCarlo算法模拟多孔Al2O3陶瓷烧结过程中的晶粒生长

基于经典的晶粒生长机理,采用改进的蒙特卡罗( Monte Carlo)模拟方法,对在不同的烧结温度和保温时间下的晶粒生长演化过程进行计算机模拟,并使用多孔Al2 O3陶瓷烧结实验过程中的晶粒生长对模型进行了验证.结果表明,当晶粒生长指数为2.95时,模拟与实验中的晶粒生长趋势相一致,说明改进的MC方法可真实的反映晶粒长大的物理过程.     

连续铸造铜单晶的晶体取向与竞争生长

本文采用自制单晶连铸设备和X射线衍射方法研究连铸铜单晶的晶体取向与竞争生长.结果表明,在晶体演化过程中逐渐淘汰的晶面为(311)、(200)和(111),最后单晶生长的晶面为(200),连铸铜单晶的晶体生长方向为[100],晶体取向[100]与晶轴的偏离度小于10°.单晶生长时固液界面向熔体呈凸出形状,这有利于晶体生长过程中的竞争和淘汰.还发现了连铸铜单晶取向在一定范围内,并不是唯一取向的单晶.     

杂质对SnO2纳米小晶粒生长的影响

本文研究了杂质对ＳｎＯ２纳米晶粒生长的影响。结果表明，掺入Ｌｉ２Ｏ有利于ＳｎＯ２晶粒的生长，ＮｉＯ对ＳｎＯ２晶粒的生长没有明显的影响，Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｆｅ２Ｏ３在８００℃以下阻碍ＳｎＯ２晶粒的生长；在更高温度时，杂质相结晶，它们将不再阻碍ＳｎＯ２晶粒的生长。     

水凝胶中KCl晶体的取向生长

采用溶剂蒸发法在水凝胶介质中得到了KCl枝晶图案。利用扫描电子显微镜对晶体形态进行了表征。枝晶呈十字形,由大量具有小面形态的微晶颗粒平行聚集而成。在图案生长前沿区域,晶粒以{100}晶面在二维扩散场中沿着对角线方向伸展排列,体现出4mm对称特点,与KCl晶体自身点群m3m对称性相容。凝胶介质可以将间隔较远的晶粒联系起来,使晶体生长保持一致的取向。水凝胶介质不仅为晶体生长提供了受限微环境和成核位点,还对KCl晶体的取向生长产生重要的影响。     

多晶氮化铜薄膜制备及性能研究

采用反应射频磁控溅射的方法在不同的氮气分压的条件下,在玻璃基底上成功制备了氮化铜(Cu3N)薄膜.XRD显示氮气的气氛影响薄膜的择优生长取向,在低氮气气氛时薄膜择优[111]晶向生长,在高的氮气气氛条件下薄膜的择优生长取向为[100].用Scherrer公式估算出薄膜晶粒的大小在17～26nm之间,实验并研究了薄膜的热稳定性和电学性质.结果表明,薄膜的热稳定性较差,在200℃退火1h后已经完全呈Cu的相,薄膜的电阻率随着填隙原子的数目减少从导体到绝缘体发生不连续的改变.     

以石墨为造孔剂多孔Al2O3陶瓷体系中晶粒生长的研究

针对多孔Al2O3陶瓷两相体系,研究了烧结温度、保温时间和石墨含量对陶瓷气孔率、晶粒尺寸的影响.结果表明:随着烧结温度的升高和保温时间的延长,晶粒尺寸增大而气孔率下降;随着石墨含量的增加,气孔率明显提高而晶粒尺寸变化不明显.在此基础上,通过进一步拟合晶粒生长和时间的双对数线性关系,得出在1300 ℃时多孔Al2O3陶瓷的晶粒生长指数为2.95,与理论值基本吻合.     

直流电弧等离子体区域电弧分布特征对自支撑金刚石膜性质的影响

直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜时,电弧区域可分为弧心、弧干和弧边三个区域.本文运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、正电子湮没寿命谱(PAL)和力学性能实验机研究了同一块自支撑金刚石膜不同区域的生长面形貌、晶体取向、内应力、空位缺陷和断裂强度.结果表明:随着与直流电弧等离子体弧心距离增加金刚石膜生长更稳定,(220)取向晶粒减少,平均空位缺陷减少,内应力和断裂强度呈现先增大后减小的趋势.