基于沸石咪唑酯骨架-8的LiFePO_4改性

商业化LiFePO_4(LFP)正极材料的导电性一直是制约其性能提高的关键。为了提高LFP的性能,利用沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)制备多孔碳材料(CZIF-8)改善商业化LFP正极材料的导电性,对比了两种改性LFP的方法:1)将退火的ZIF-8以物理混合的方法与LFP混合制得LFP/CZIF-8正极材料;2)ZIF-8在LFP表面原位生长后退火制得LFP@CZIF-8正极材料。X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸脱附(BET)和拉曼光谱等测试证明,改性后的LFP仍具有橄榄石型结构,同时出现了具有介孔结构的石墨化碳材料的特征。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试证明LFP/CZIF-8样品中LFP与CZIF-8之间未形成链接结构,而在LFP@CZIF-8样品中二者形成了核壳结构。电化学阻抗测试(EIS)表明,改性后样品的离子传输阻抗明显减小,说明两种方法均提高了LFP的导电性。充放电循环测试表明,两种改性方法均能提高LFP的循环性能和库伦效率。不同的是,倍率性能测试表明,LFP/CZIF-8样品的高倍率性能比LFP@CZIF-8样品更有优势,在10.0 C电流倍率下能够达到57.8 m A·h/g。这一研究为商业化锂离子电池电极材料的改性提供了新的思路,并且通过方法优化为产业化做了铺垫。     

Pb(Zn,Nb)O3-(Pb(Zn,Ti)O3)1-x(LaySr1-y MnO3)x 固溶体系磁电特性研究

采用常规陶瓷制备工艺制备了xLaySr(1-y)MnO3+(1-x) [0.2PbZn0.5Yb0.5O3-0.8Pb0.33Zr0.67TiO3](x=0.025、0.05、0.075、0.1、0.15、0.2,y=0.7、0.9)三元体系陶瓷,系统研究了不同成分LSMO掺杂对FZN-PZT磁学及电学性能影响.结果表明,掺入不同比例的LSMO均溶解入PZN-FZT晶格,导致PZN-PZT峰位偏移;随着LSMO掺杂量的提高,陶瓷的矫顽场E及剩余极化强度Pr降低;原本分别呈现铁磁性和反铁磁性的LyS(1-y) MO3(y=0.7、0.9)磁性消失;随着LMSO掺杂量的提高,晶粒尺寸变大.     

无氨法制备GaN纳米线及其光电性能研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法,在无氨与1050℃的条件下通过气液固(V-L-S)机理成功制备出六方纤锌矿结构单晶GaN纳米线其拉曼测试结果表明,所制备的纳米线存在较大的表面无序度并表现出明显的小尺寸效应样品光致发光表明其具有典型的纳米线光谱特征,另外,无氨法制备的纳米线也具有较好的场发射特性.     

TbCu7型SmFe9合金氮化过程中氮原子的扩散

研究了在制备TbCu7型SmFe9Nx各向同性粘结磁粉过程中氮原子的扩散行为,分析并讨论了氮化温度、氮化时间、颗粒尺寸与样品氮含量的关系,以及氮原子在SmFe9合金粉末颗粒内部的分布情况。氮化前后XRD表明,氮化过程中氮原子经扩散进入SmFe9合金1∶7相晶格间隙,生成了TbCu7型SmFe9Nx间隙化合物;通过氮化后样品热磁曲线分析及Fick扩散第二定律理论计算,表明氮化后颗粒内部氮含量非均匀分布,越靠近颗粒中心,氮含量越低;计算得出了氮原子在SmFe9合金中的扩散频率因子(D0=9.565×10-4m2.s-1)和扩散激活能(Q=147.3 kJ.mol-1)。     

Pr3+,Yb3+共掺YPO4下转换材料的制备及其转光效率

采用固相反应法制备了Pr³⁺,Yb³⁺共掺杂的YPO₄下转换发光粉体,并在450 nm光激发条件下,研究了Yb³⁺不同摩尔分数(0%,1%,2%,4%,20%,30%)对转光效率的影响。结果表明:不同Yb³⁺浓度的样品,其荧光峰强度不同,这可能是由于Pr³⁺-Yb³⁺之间Yb³⁺浓度不同存在能量传递效率差异的原因。研究也发现了样品的下转换发光,其能量传递过程为:Pr³⁺:³P₀→Yb³⁺:²F_5/2+²F_5/2。荧光光谱测试结果表明,Yb³⁺的最佳掺杂摩尔分数为2%。Pr³⁺,Yb³⁺共掺杂的YPO₄材料在提高太阳能电池光电转换效率方面具有潜在的应用。     

A位掺杂对La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3（x=0.25,0.5,0.75）相分离及输运性质的影响

采用固相反应法制备La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3(x=0.25,0.5,0.75)多晶样品,研究其磁性质和电磁输运特性.X射线衍射表明,La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3(x=0.25,0.5,0.75)多晶样品室温的晶体结构呈Pnma空间群的正交结构.磁化强度-电阻(M～T)关系显示,La5/8(PrxCa1-x)3/8MnO3(x=0.25,0.5,0.75)的居里温度TC随Pr掺杂量增加而逐渐降低,三种样品分别为160K、150K、100K.此外,随着Pr3+掺杂量增加,样品晶格畸变程度增大,铁磁相互作用减弱,并且三种成分均形成自旋玻璃态,其自旋冻结温度分别为150K、75K、70K.电阻-温度(ρ～T)关系表明,样品在x=0.25时出现电阻的双峰现象,这是由于样品中铁磁相与反铁磁相相互竞争造成的.结果表明,通过对钙钛矿锰氧化物的A位稀土掺杂,可对其CMR效应进行有效调控.     

两种取向结构AlN薄膜的场发射测试分析

近年来,由于AlN薄膜具有负的电子亲和势而可能具有良好的场发射特性,其相关研究引起了人们的关注[1,2].为改善薄膜结构场发射特性,可采用材料改性,如重掺杂方法[1,2],完善其能带结构,使得场隧穿电子能力增强.但人们很少关注内在材料原子结构排列方式对于场发射性能的影响.而纳米碳管[3]被发现具有极为优异的场发射特性.最近,研究也发现AlN纳米管具有非常优异的发射性能[4].一般而言,纳米管材料原子结构排列方式具有高度的取向特性,这是否意味着择优取向性材料将可能具有更优异的场发射特性,并且是否可以考虑从完善AlN薄膜取向特性来提高其场发射性能.本文将通过比较两种取向结构的AlN薄膜场对于其发射性能的影响,结果表明,对于单一择优取向的AlN薄膜具有更为优异的场发射特性,这也验证了高度取向性结构对提高AlN薄膜场发射性能是完全可能的.但据我们所知,尚无相关系统研究涉及到材料取向特性对场发射性能的影响,因此,取向薄膜场发射研究将具有较重要的科学意义与发展前景.     

（100），（110）和（111）生长方向的La0.7Sr0.3MnO3薄膜结构及性能研究

利用磁控溅射方法，在（100），（110）和（111）LaAlO3（LAO）衬底上制备得到了不同生长方向的La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）薄膜并对其晶体结构及磁电学性能进行了系统研究。AFM图揭示出（100），（110）和（111）生长方向的LSMO薄膜分别具有圆形、长条形和点状的表面晶粒形貌。磁电学测试结果表明不同生长方向的LSMO薄膜磁电学性能与其应变程度有关。（111）生长方向的LSMO薄膜由于按最密排面生长，晶格畸变很小，从而具有相对最大的磁饱和强度值和最低的电阻。     

高性能烧结NdFeB生产关键技术研究

采用薄形结晶器铸锭技术、气流磨窄粒度控制技术、低氧含量控制技术、高取向磁场成型技术等成功地批量生产了磁能积为365kJ@m-3和磁能积为310kJ@m-3、矫顽力为1640kA@m-1的NdFeB磁体.研究表明获得尺寸细小的片状晶铸锭、平均粒度小于4.0μm窄粒度分布的粉末及高取向度且晶粒细小组织均匀的烧结体是生产高性能NdFeB的关键.     

掺杂C60薄膜的制备及光电特性

在电弧法制备的过程中添加氮气或B2O3粉末,制备了氮、硼替位式掺杂C60.硼掺杂和氮掺杂C60均显示明显的半导体导电特性,且室温电导率比未掺杂C60薄膜提高1～2个量级.用共蒸发的方法制备出了硫掺杂C60薄膜,其电导率～温度曲线中存在一个过渡区,过渡区两侧表现出明显的半导体导电特性,这与掺入C60薄膜中的硫杂质的存在状态有关.其室温电导率比掺杂前提高4个量级,光致发光也明显增强.另外还报道了用离子注入和射频等离子体辅助真空沉积的方法制备掺杂C60薄膜的初步结果.