Controlled growth and field emission of vertically aligned AlN nanostructures with different morphologies

The controllable growth of three different morphologies of AlN nanostructures (nanorod, nanotip and nanocrater) arrays are successfully realized by using chemical vapour deposition (CVD) technology. All three nanostructures are of single crystal h-AlN with a growth orientation of [001]. Their growth is attributed to the vapour-liquid-solid (VLS) mechanism. To investigate the factors affecting field emission (FE) properties of AlN nanostructures, we compare their FE behaviours in several aspects. Experimental results show that AlN nanocrater arrays possess the best FE properties, such as a threshold field of 7.2~V/μm and an emission current fluctuation lower than 4%. Moreover, the three AlN nanostructures all have good field emission properties compared with a number of other excellent cathode nanomaterials, which suggests that they are future promising FE nanomaterials.     

Bi_（1．8）Pb_（0．2）Sr_2Ca_2Cu_3O高温超导体的I－V特性

我们测量了Ｂｉ１．８Ｐｂ－．２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ高温超导体在磁场下不同温度的等温Ｉ－Ｖ曲线．观测到在等温ｌｇＩ－ｌｇＶ曲线上会同时存在正曲率和负曲率．这是通常的Ａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｋｉｍ磁通蠕动模型和涡旋玻璃态的标度理论Ｖ∞ｅｘｐ［－（Ｊ－／Ｊ）Ｈ］所不能解释的．我们在蠕动模型的基础上，考虑到磁通运动时的耗散对激活能会有一个动力学的贡献，对上述现象进行了解释，并与实验进行了对比．     

基于壁面反射增强模型的熔石英刻蚀形貌形成机理研究

大气等离子体刻蚀是一种非接触式、材料去除可控的加工方法,在光学元件的高精度加工中具有广泛的应用前景。但是大气等离子体刻蚀后元件存在表面形貌恶化的问题,严重影响元件的性能和使用寿命。进行氢氟酸刻蚀实验,证明了元件表面形貌的恶化是由氟碳化合物和表面凹坑微结构两个原因引起的。为了解释表面凹坑微结构的形成,提出基于micro-mask壁面反射增强理论的凹坑形成模型,并开展了样品表面旋涂金纳米颗粒充当micro-mask的刻蚀实验。实验结果验证了micro-mask壁面反射增强模型的正确性,为解决大气等离子体刻蚀后元件表面形貌恶化问题提供了新的思路和方法。     

超声协同TiO_2光催化脱除燃料油中有机硫的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,引入超声作用,以空气中的氧气为氧化剂,正辛烷为模拟油品对燃料油中硫化物的脱除进行了研究。考察了光照强度、催化剂用量、反应时间、二苯并噻吩(DBT)初始浓度、超声功率等因素对TiO2光催化二苯并噻吩溶液降解效率的影响。结果表明,引入超声后DBT的降解率提高了10%左右,并在TiO2用量为2 g/L,通气量为800 mL/min,光照距离20 cm,DBT初始浓度为600 mg/L,反应时间为150 min,超声功率为500 W的条件下,DBT降解率达到了72.6%。     

沙林在CTAB逆胶束介质中的化学发光分析

以 CTAB在氯仿 /环已烷为主体溶剂相中所形成的逆胶束介质 ,基于鲁米诺 - H2 O2 化学发光体系对沙林进行定量分析 ;研究了氯仿与环已烷的不同配比、R值、CTAB浓度、p H、鲁米诺浓度及 H2 O2 浓度对化学发光强度的影响。沙林的检测线性范围为 1× 1 0 -6～ 1× 1 0 -2 mol/L,检出限为 1 .5× 1 0 -7mol/L ,对水样及土样测定的回收率均在 90 %以上     

NMR频率综合器的微机控制

为实现ＰＴＳ系列频率综合器的微机控制，设计了一种简单的控制电路。在微机的控制下，通过该电路与微机的并行通讯口，用Ｃ语言编写的控制程序可以很方便的控制频率综合器的输出频率。控制程序采用菜单操作，电路所需的＋５Ｖ电源由微机提供，整个控制系统简单实用，值得推广。     

真空蒸镀法制备锡薄膜及其嵌锂电化学性能

采用真空蒸镀法在铜片基底上沉积锡薄膜作为锂离子电池负极材料,对所制备的锡薄膜采用扫描电子显微镜、X射线衍射表征,研究了其表面形貌和组成。 将制备的薄膜在手套箱中组装成CR2032型钮扣式电池,进行电化学测试,研究其电化学性能。 实验结果表明,在相同蒸发时间和基底温度的条件下,随着蒸发功率的增加,沉积的锡颗粒逐渐增大,相应的电化学性能降低。 以蒸发功率200 W、基底温度150 ℃制得的样品粒径为100~200 nm,含有Cu6Sn5合金相,以0.2C倍率充放电循环20周后放电容量达527 mA·h/g。     

具有18电子结构的Mg2CoH5纳米晶制备及其储氢性能研究

本文研究了Mg2CoH5纳米晶的制备及其储氢性能。在室温和氩气气氛下,以MgH2和纳米Co为原料,采用球磨法制备了Mg2CoH5纳米晶。对所制备Mg2CoH5的组成、结构和形貌进行了表征,并且对Mg2CoH5的储氢性能进行了研究。实验结果表明,通过该种方法制备了纯度较高(产物纯度为79%)的四方结构Mg2CoH5纳米晶,其形貌呈球形且分布较均匀,最频粒径为80 nm。制备的Mg2CoH5纳米晶具有较低的活化能和较好的吸放氢动力学性能,其放氢的脱附焓和脱附熵分别为-115.0 kJ.mol-1H2和-193.6.1 J.mol-1.K-1H2。再氢化时,在543 K时仅7 min内其吸氢量就达到1.5wt%。     

不同温度下HMX和RDX晶体的感度判别和力学性能预估分子动力学比较研究

为探讨和比较炸药黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)晶体的结构、 能量和力学性质随温度的递变规律, 在COMPASS力场和NPT系综下, 对其合适的等原子数超晶胞模型分别进行5个温度(195, 245, 295, 345和395 K)下的分子动力学(MD)周期性模拟研究. 结果表明, 随着温度的升高, RDX和HMX晶体引发键N-NO₂的最大键长(L_max)的逐渐增大以及引发键连双原子作用能(E_N-N)和内聚能密度(CED)的逐渐减小均与感度随温度升高而增大的实验结果一致; 且在各温度下, RDX晶体的L_max均大于HMX晶体的L_max, 与HMX相比, RDX的E_N-N和CED均较小, 上述结果与RDX比HMX感度大的实验结果相符. 由此表明, 在一定条件下, L_max, E_N-N和CED可用于高能物质的热和撞击感度的相对大小的判别. 基于MD模拟原子运动轨迹, 用静态法求得2种晶体的弹性力学性能, 发现拉伸、 体积和剪切模量均随温度的升高而递减, 与实验结果一致.     

锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4金属掺杂的第一性原理研究

近来尖晶石相LiNi0.5Mn1.5O4被认为是一种有前景的二次锂离子电池正极材料.但是其相对较差的循环性能和倍率性能限制了LiNi0.5Mn1.5O4的大规模应用.金属掺杂被认为是一种提高其电化学性能的有效方法.然而,还急需深层次地理解掺杂对材料结构和电化学性质的影响.采用第一性原理方法,系统地研究了金属掺杂的LiM0.125Ni0.375Mn1.5O4(M为Cr,Fe和Co)电极体系的结构与电子性质.计算结果显示,少量的过渡金属M取代LiNi0.5Mn1.5O4晶格中的Ni,能够有效抑制材料在电化学脱嵌锂过程中的体积变化(从锂化相到脱锂相,体积变化率约为4%,而未掺杂的情况为4.7%),提高材料循环性能.体系态密度表明金属掺杂能够减小体系的带隙,进而提高材料的电子传导.另外,通过Li离子的扩散计算,我们发现与未掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4相比,Co掺杂使得Li在材料中两条不同扩散路径的扩散能垒分别降低了约90 meV和140 meV,表明Co掺杂有利于Li在材料中的快速扩散.