锐钛矿相和金红石相Nb:TiO_2电学性质的GGA(+U)法研究

采用基于密度泛函理论第一性原理GGA和GGA+U相结合的方法研究了不同掺杂浓度下锐钛矿相和金红石相Nb:TiO2的晶体结构、电子结构以及稳定性.结果表明:锐钛矿相Nb:TiO2能带结构与简并半导体类似,呈类金属导电机理.金红石相Nb:TiO2呈半导体导电机理.Nb原子比Ti原子电离产生出更多的电子.锐钛矿相Nb:TiO2中Nb原子的电离率比金红石相Nb:TiO2的大.以上结果说明锐钛矿相Nb:TiO2比金红石相Nb:TiO2更适宜用作TCO材料;掺杂浓度对其杂质能级,费米能级和有效质量都有影响.Nb原子掺杂浓度越高,材料电离率呈降低趋势;形成能计算结果显示:在富钛条件下不利于Nb原子的掺杂,而在富氧条件下有利于Nb原子的掺杂.对于金红石相和锐钛矿相Nb:TiO2,不论是在贫氧或富氧条件下,随着Nb原子掺杂浓度的提高,形成能均增大.     

网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃微观结构的影响:第一性原理分子动力学模拟

铝硅酸盐玻璃体系是玻璃工业中的重要体系,具有较好的化学稳定性、较高的机械强度和低膨胀系数。本文采用第一性原理分子动力学模拟研究了几种网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃的微观结构的影响,研究发现当M/Al=1/2(M=Ca,Mg)或者R/Al=1(R=Na,K)时,铝全部转变为铝氧四面体,此时玻璃结构并不像传统理论认为的形成一个完整的三维网络,而是存在一定数量的非桥氧。通过对径向分布函数,键角分布、配位数、Qn等方面的分析,讨论了网络修饰体的性质对Si以及Al的局部环境的影响。研究表明网络修饰体的电场强度(z/r~2)是影响铝硅酸盐玻璃微观结构的主要因素。网络修饰体在提供游离氧使网络解聚的同时,还有积聚断键的作用,并且电场强度越大,积聚作用越强,网络的连贯性越好。     

锐钛矿相和金红石相TiO2:Nb的光电性能研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了锐钛矿相和金红石相TiO₂:Nb的晶体结构、电子结构和光学性质. 结果表明, 在相等的摩尔掺杂浓度下(6.25%), 锐钛矿相TiO₂:Nb的导带底电子有效质量小于金红石相TiO₂:Nb, 且前者室温载流子浓度是后者的两倍左右, 即具有更大的施主杂质电离率, 从而解释了锐钛矿相TiO₂:Nb比金红石相TiO₂:Nb具有更优异电学性能的实验现象. 光学计算也表明锐钛矿相在可见光区有更大的透过率, 从而在理论上解释了锐钛矿相TiO₂:Nb比金红石相TiO₂:Nb更适于做透明导电材料的原因. 计算结果与实验数据能较好符合. 关键词： 2:Nb')" href="#">TiO₂:Nb 第一性原理 电子结构 光学性能     

Ni,Fe离子掺杂对Ge-Sb-Se薄膜的结构与性能影响研究

采用低温烧结靶材，以电子束蒸发方法制备了掺Fe和掺Ni的Ge-Sb-Se薄膜，所制备的薄膜均为p型半导体.用AFM，UV-VIS，Hall和阻抗分析仪研究了薄膜的形貌、结构和性能.研究表明薄膜形成时的成膜离子活性大、掺杂元素与系统本征元素电负性间差值小以及一定的热处理后，薄膜的网络结构相对较完整，网络畸变较小，缺陷也较少.掺杂Fe，Ni既可参与Ge-Sb-Se薄膜成键，影响网络结构的完整性；也会在费米能级附近引入缺陷态密度，增加了对载流子跃迁的陷阱作用.与Fe掺杂相比，Ni掺杂使薄膜具有较完整的网络结构，较低的中性悬挂键浓度和在交变电场下可具有较少的极化子产生，相应粗糙度较小、光学带隙较宽、载流子迁移率较高、载流子浓度较低和薄膜介电损耗较小. 关键词： Fe Ni掺杂 低温烧结靶材 Ge-Sb-Se薄膜     

不同稳定剂的sol-gel法制备LiNbO3薄膜的研究

研究了分别以HCOOH、CH3COOH、HNO3和H2C2O4作稳定剂的LiNbO3薄膜先驱液的稳定性,发现H2C2O4作稳定剂的先驱液的稳定性最好;用sol-gel法在Si(110)和玻璃基板上在一定温度下制备了分别以它们作稳定剂的LiNbO3薄膜,并对LiNbO3薄膜进行了IR、XRD和SEM表征,结果表明,生成的LiNbO3为多晶,以HNO3作稳定剂制备的LiN bO3薄膜形貌最好.图5,参6.     

热刺激放电技术在极化聚合物材料研究中的应用

从热刺激放电技术基本原理出发，讨论了极化聚合物材料热刺激电流的基本特性，并根据文献中报道的实验结果，针对极化聚合物材料研究中的一些热点问题（如极性生色团分子的聚向驰豫机制、极化后的物理老化、键合型材料稳定性增强机制等）介绍了热刺激放电技术的应用。     

AACVD方法制备FTO薄膜及其结构与光电性能研究

以单丁基三氯化锡为Sn源,氟化铵为F源,甲醇为溶剂,采用超声雾化-气溶胶辅助气相化学沉积方法制备了均匀的FTO(SnO_2:F)透明导电薄膜。运用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、霍尔效应测试仪等方法研究了镀膜时间对FTO薄膜微观结构和光电性能的影响规律。结果表明,薄膜物相为(200)晶面择优生长的金红石相Sn O2;随镀膜时间增加,薄膜表面颗粒粗化,厚度近似呈线性增加;镀膜时间每延长2 min,可见光区主波长(550 nm)透过率下降约10%,中远红外光区平均反射率先增大后减小,电阻率先减小后增大。在本文实验条件下,薄膜厚度可从约250 nm增加至约2 200 nm,电阻率在2.89×10-4~6.69×10-4Ω·cm之间,依据中远红外反射光谱计算半球辐射率在0.21~0.40之间,为进一步的性能优化提供了实验基础。     

制备参数对钙钛氧化物薄膜的微结构和性能影响

利用钛酸丁酯-氯化钙-无水乙醇体系通过溶胶-浸渍提拉法制备了钙钛氧化物薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析仪(EDS),荧光光谱仪和紫外-可见分光光度计等技术对薄膜的结构,形貌及元素成分和光学性能进行了分析.结果表明:当n(钛酸丁酯)/n(乙醇)为1∶15时,制备得到了光学性质良好(价带较宽)的钙钛氧化物薄膜.随着焙烧温度升高到550℃,薄膜的结晶强度不断增加,薄膜主晶相由CaTiO3相转化为层状结构CaTi2O4(OH)2主晶相,该薄膜呈现多孔结构,从而使光学特性进一步增强.     

CdS纳米粒子的水热微乳法制备

0引言CdS是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体,其独特的光电化学性能引起人们的广泛关注,而其性能与晶粒尺寸、晶体结构等密切相关,因而CdS的纳米结构的研究备受关注[1￣3]。目前,制备CdS纳米粒子的主要方法有溶剂热法[4],化学浴沉积法[5],微乳液法[6]等。微乳液是合成球形纳米粒子的良好介质,具有实验装置简单,操作方便,应用领域广并且有可控制微粒的粒度等优点[7]。但其在室温条件下合成的CdS粒子的结晶性较差,严重影响其光电性能。Gan和Liu等[8]曾在NP5-NP9/PE/SOL微乳液中,在室温及水热条件下合成ZnS:Mn发光纳米材料,来提高在微乳液中制…     

分子偶极聚合物驻极体的红外和可见光谱研究

本文利用红外和可见吸收光谱研究了具有二阶非线性光学活性的分子偶极聚合物驻极体材料中偶极子的取向稳定性与分子结构之间的关系，讨论了制备时所用的溶剂对材料微结构的影响。结果表明该材料在玻璃态温度下极化时，引起生色团分子偶极矩沿电场方向取抽，是建立在生色团分子共轭л体系被破坏的基础上，这是一种亚稳态。偶氮类分子的顺-反结构在光、热的作用下极易发生转变，是引起常温下生色团分子有序取向结构松驰的主要原因。制备时所用的溶剂将影响生色团分子在聚合物基底中的存在形式，进而影响分子偶极聚合物驻极体的稳定性。