离子导体在离子输运状态下的物理特性

1974年杨桢等发现α-LiIO_3单晶在直流电场作用下,中子衍射强度显著增强现象后,引起了中国物理学家们的强烈兴趣。特别是中国科学院物理研究所的物理学家们研究了离子导体在静电场作用下的介电行为,X射线形貌图,光衍射,喇曼散射,超声衰减等等,观察到了许多新现象,并对这些现象的机制作了理论解释,本文将对这些实验和理论结果作一评述。     

快离子导体的物理研究

快离子导体(也称为超离子导体或固体电解质)是指那些离子电导率接近或超过熔盐(或电解质溶液)的一类固体材料。 近十几年来,人们对快离子导体进行了相当广泛的研究。日前这种研究的兴趣正在进一步增长。快离子导体物理学或固体离子学将成为凝聚态物理学的一个重要分支。 本文概述了快离子导体物理的研究现状。全文包括基本概念、实验测量和理论研究三部分。 基本概念部分的主要内容有:快离子导体的分类,结构条件,亚晶格熔化,动态特征,热力学讨论和模型哈密顿量。 实验测量部分的主要内容有:结构研究,电导率测量,非弹性光散射,核磁共振研究和其它物理性质的临界行为(如比热和声学性质)。 理论研究部分的主要内容有:晶格气体模型,连续随机模型和快离子导体中的相变。     

快离子导体的低频介电特性

本文综述了快离子导体低频介电特性的实验规律,介绍和讨论了近年来提出的几个关于快离子导体介电特性的理论模型,并将实验结果与经验公式、理论模型进行了比较。     

快离子导体的物理研究

快离子导体(也称为超离子导体或固体电解质)是指那些离子电导率接近或超过熔盐(或电解质溶液)的一类固体材料。 近十几年来,人们对快离子导体进行了相当广泛的研究。日前这种研究的兴趣正在进一步增长。快离子导体物理学或固体离子学将成为凝聚态物理学的一个重要分支。 本文概述了快离子导体物理的研究现状。全文包括基本概念、实验测量和理论研究三部分。 基本概念部分的主要内容有:快离子导体的分类,结构条件,亚晶格熔化,动态特征,热力学讨论和模型哈密顿量。 实验测量部分的主要内容有:结构研究,电导率测量,非弹性光散射,核磁共振研究和其它物理性质的临界行为(如比热和声学性质)。 理论研究部分的主要内容有:晶格气体模型,连续随机模型和快离子导体中的相变。     

离子导体载流子输运与存储的界面调控

离子导电材料既可以是载流子主要为离子的纯离子导体,也可以是载流子同时包括离子和电子的混合离子导体.这两类材料是电化学能量转换与储存、化学传感以及选择性透过膜等器件的关键材料.在这些器件中,均存在电极与电解质、颗粒与颗粒、不同晶粒之间的二维或三维的异质结界面.因此,离子与电子在异质结中的输运性质对器件性能有重要的影响.但异质结的组成与结构如何影响载流子输运与存储的科学机理还远未得到澄清.与不规则的实际应用的粉体材料相比,二维离子导电异质结对于揭示界面作用机制具有显著的优势,这方面的研究刚刚起步.文章将着重介绍二维离子导电异质结的研究背景与研究进展、已经观察到的典型界面效应、载流子输运与存储特性,并对利用界面效应对材料的离子输运与存储的调控作简要评述.     

离子导体在直流偏压作用下的介电特性

在我们以前的工作中,发现α-LilO₃在c向直流偏压作用下表观介电常数增加。并把这一现象归结为由离子导电所产生。本文进一步研究了离子导体KLiSO₄和NaCl单晶在直流偏压下的介电特性,也观察到了表观介电常数改变的现象,证实了上述结论的正确性。我们也研究了离子导体的这一特性与温度、频率和样品四周气氛的关系,讨论了它发生的条件。 关键词：     

利用离子输运的标度特性计算离子在固体中的射程分布

利用低能轻离子在固体中的输运量可近似由离子标度输运截面单值描述这一标度特性,取得了计算低能轻离子在重靶中射程分布的普适公式,具体地,在用离子输运双群模型计算得到射程分布前四阶矩后,建立这些与标度输运截面之间的近似单值对应关系,在此基础上,拟合得到计算射程分布的前四阶矩以及射程分布的公式.通过与实验值和MonteCarlo计算结果的比较,检验了本文给出的普适公式.利用本文的结果可以较好描述低能轻离子在固体中的射程分布,同时又有很高的计算效率. 关键词：     

浅析电解质中离子输运的微观物理图像

解析离子在电解质中的输运特征所表现出的微观物理图像,对于调控离子传导行为具有重要的指导意义.本文系统总结了离子在液态、有机聚合物和无机固态电解质中的离子输运物理图像及其影响因素,通过分析各种输运物理模型并比较三类电解质中的离子输运机制,提炼出勾勒离子输运物理图像的相关描述因子.输运介质的物理形态从连续流体到柔性载体再到刚性骨架的演变过程中,离子输运图像由各类电解质的固有属性与外部条件共同刻画,其中介质无序性占据主导作用.揭示电解质结构和离子电导率及输运过程等动力学行为之间的科学规律,有利于发展基于离子输运微观物理图像的传导离子动力学性能调控方法.     

快离子导体的低频交流特性分析

快离子导体在低频(f<10⁹Hz)下具有非Debye型的介电行为。本文考虑到快离子导体的特点,依据Ngai的红外发散理论,从快离子导体的传输特点出发,解释了这种非Debye型介电行为的起因。在较高频率时,理论正确预言了材料的导纳图为一斜率小于1的直线。在较低频率时,理论与实验的偏差起因于没有考虑材料的界面效应。 关键词：     

快离子导体的低频介电特性

本文综述了快离子导体低频介电特性的实验规律,介绍和讨论了近年来提出的几个关于快离子导体介电特性的理论模型,并将实验结果与经验公式、理论模型进行了比较。     

低维介观系统中磁边缘态输运特性

低维介观系统中,当存在垂直方向磁场时,磁边缘态的形成、存在和其固有的特性对系统的量子相干输运过程起着至关重要的作用。本文通过求解相关的单电子的薛定谔方程,来演示准一维量子线中磁边缘态的形成,讨论磁边缘态波函数的一般性质和规范变换及坐标旋转变换下边缘态的变换形式。简单介绍耦合平行双量子线的磁致输运特性,此时色散关系中出现能级交叉、劈裂、和振荡结构,并导致方波型振荡的磁电导谱。最后,简单介绍一维和有限宽度的介观环中持续电流和色散关系。     

弹道区的电子输运

本文重点评述了无散射区电子输运在实验和理论方面的最新进展,内容涵盖半导体量子点接触的加工工艺;电导的量子化及其成因;量子点接触串、并联后,欧姆定律的遵从性;弹道输运特性的应用;以及超导量子点接触临界电流的量子化。     

非晶锂离子导体在高压下的电特性

 本文首次测量了非晶态锂离子导体B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃（x=0.05及0.15）在0.000 1~0.80 GPa压力下的离子电导率及激活体积，发现激活体积在一定压力下由负变正，并用离子迁移通道的物理图象给出初步的微观解释。此外，还比较了整片非晶与粉末压片的异同，以及氧化铝组分不同对压力相变点的影响。观测到压力增强及卸压后电导率的弛豫现象——减至常压后离子电导比加压前提高10.4倍。     

非晶态快离子导体电导特性的低频弛豫理论

结合快离子导体玻璃的结构特点和倪嘉陵(Ngai) 的低能激发、弛豫、耗散统一理论, 依据非Markov 方程探讨了快离子的输运特点, 导出了非晶态快离子导体电导的频率一温度依赖关系. 理论方法与现有快离子导体电导理论不同, 结果表明与实验数据符合较好, 理论能较好地描述低温下电导的色散现象. 色散的程度与表征物质内部结构差异的参数— 红外发散指数n有关. 关键词：     

非晶态快离子导体电导特性的低频弛豫理论

结合快离子导体玻璃的结构特点和倪嘉陵(Ngai)的低能激发、弛豫、耗散统一理论,依据非Markov方程探讨了快离子的输运特点,导出了非晶态快离子导体电导的频率-温度依赖关系。理论方法与现有快离子导体电导理论不同,结果表明与实验数据符合较好,理论能较好地描述低温下电导的色散现象。色散的程度与表征物质内部结构差异的参数——红外发散指数n有关。 关键词：     

纳米离子导体在流体静压力下的复阻抗谱研究

 用惰性气体蒸发和真空原位加压方法制备了具有清洁界面的平均粒度16 nm的纳米固体CaF₂，并在0.1~2 400 MPa范围不同的静水压下用100 kHz~100 Hz内70种频率，精确测量了纳米CaF₂的复平面阻抗谱。分别给出纳米CaF₂离子电导率和相对介电常数随流体静压力的变化规律。最后的讨论指出：离子迁移通遭受压后的变化（大于、等于或小于最佳值）是影响离子电导率-压力曲线的主要因素；界面层空间电荷极化是造成纳米CaF₂相对介电常数较大的原因，由此界面效应可理解介电常数-压力曲线。     

低速离子在固体中的电子阻止本领

本文介绍了低速离子在固体材料中电子阻止本领的理论发展情况。着重介绍了有效电荷理论和根据有效电荷理论,由氢离子在材料中的电子阻止截面标度各种重离子在同种材料中电子阻止截面的方法。 用电导理论导出了低速离子贯穿价电子气的阻止截面公式,并给出了一套有效电荷比的经验公式。利用这套公式求得的电子阻止截面Se的值,既符合实验上发现的Se随z_1或z_2振荡的规律,又符合Se随入射离子能量的变化关系。     

沟道效应在粒子物理中的应用

本文综述有关利用沟道效应技术从事粒子物理实验的可能性。讨论课题包括短寿命粒子的触发系统,重味粒子磁矩的测量;应用阻塞技术测量粒子寿命;沟道辐射用于粒子识别;光子束,带电粒子束的弯曲和聚焦;晶体中的Primakoff效应;生成沟道效应;以及用于长基线中微子振荡实验的粒子束。     

同步辐射在凝聚态物理中的应用

本文简要地阐述了同步辐射的优越性和其在凝聚态物理中的广泛应用。对其在X射线吸收光谱、材料相变、共振光电发射和非弹性散射等方面的应用和前景做了简要介绍。     

快离子导体的核磁共振研究

近几年来,快离子导体的基础和应用研究都发展很快．这主要有两方面的原因：一方面因为快离子导体是一种具有液一固二象性的异常物态,通过对它的研究,有可能揭示出一些新的物理现象,所以凝聚态物理学家对它很感兴趣;另一方面,快离子导体可以作为各种电池的固体电解质,它是解决能源问题的一个重要途径．同时还可以用它做成一些离子器件或电化学器件,这引起其它领域的科学家对它的注意．随着研究工作的进展,可望形成凝聚?...