B掺杂尖晶石型LiMn2O4正极材料的制备及长循环电化学性能

采用固相燃烧法制备了单晶多面体尖晶石型LiMn1.94B0.06O4正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及充放电测试等手段,对其晶体结构和电化学性能等进行了表征。结果表明,B掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构,促进了(440)和(400)晶面的优先生长,形成了高暴露的(111)晶面及少部分(110)和(100)晶面的单晶多面体LiMn1.94B0.06O4晶粒,减少了Mn的溶解和提供了更多的锂离子扩散通道,其晶粒尺寸在160~350 nm之间。在10C、25℃的条件下,LiMn1.94B0.06O4电极的首次放电比容量可达到103.0 mAh·g^-1,2000次循环后,表现出较好的容量保持率(57.7%);在15C高倍率下,LiMn1.94B0.06O4仍然保持了67.1 mAh·g^-1的首次放电比容量,1500次循环后,仍能维持46.2%的容量保持率;在1C、55℃的条件下,其初始放电比容量高达125.2 mAh·g^-1,表现出良好的高温性能。B掺杂能够有效提高尖晶石型LiMn2O4的高倍率性能和循环寿命,稳定晶体结构,抑制Jahn?Teller效应和缓解Mn的溶解。     

分子束外延Mn4N单晶薄膜的反常霍尔效应研究

Mn₄N是立方相的反钙钛矿型晶体,具有显著的亚铁磁性和反常霍尔效应.该文利用等离子辅助分子束外延在MgO(100)衬底上生长厚度为40 nm的Mn₄N(100)单晶薄膜,通过X射线衍射θ扫描和φ扫描,证实外延层的结构符合Mn₄N单晶的空间结构特征;化学态测试结果表明Mn₄N(100)薄膜内部存在Mn⁰、Mn²⁺和Mn⁴⁺等几种价态,其实际化学式为Mn_3.6N,薄膜中存在富余的N元素;电学测试数据表明Mn₄N(100)薄膜具有以电子为载流子的反常霍尔效应(在正磁场中得到负的霍尔电阻率),正常霍尔效应的贡献约占千分之六,其反常霍尔电阻率随着测试温度升高5 K～350 K单调增大,说明温度升高导致电子散射现象加剧.通过对测试数据分析可以推断,在5 K～50 K和50 K～75 K温度范围,反常霍尔效应的来源可分别归结为电子斜散射机制和电子边跳机制.在75 K～350 K这一温度范围内,反常霍尔效应...     

金刚石复合折射透镜的设计及加工初探

复合折射透镜（compound refractive lens, CRL）因具有结构紧凑、焦距可调、准直方便等优点,被用作硬X射线自由电子激光（X-ray free electron laser, XFEL）装置的光束聚焦器件。面向XFEL光束高精度聚焦对高性能CRL的实际需求,从CRL的几何结构设计原理出发,分析了不同材料CRL的性能参数,证明了单晶金刚石材料是适用于XFEL光束聚焦的CRL优选材料。同时,考虑超硬金刚石材料的难加工特性以及低重频钛宝石飞秒激光不能实现大厚度材料高效加工的实际问题,探索了高重频光纤飞秒激光对大厚度单晶金刚石材料进行高效加工的可行性。研究结果表明,高重频飞秒激光精密加工技术是实现金刚石CRL制备的有效手段。     

HILL屈服准则与晶体塑性模型对FCC单晶材料塑性各向异性描述能力的比较

采用宏观HILL模型和晶体塑性模型对面心立方单晶(FCC)材料的非均匀交形进行了数值模拟，意在比较两种不同尺度的模型对塑性各向异性的描述能力的差异。为了使两种模型具有可比性，对于FCC单晶材科，本文提出一种用晶体塑性模型来确定HILL模型中各向异性参数的标定方法。数值分析表明，两类模型对单晶体塑性各向异性的描述能力存在着差异。对FCC单晶材料，HILL模型对各向异性的预测能力没有晶体塑性模型细致，晶体塑性模型更能追踪塑性各向异性的变化。但两种模型对应力应变响应预测的趋势是一致的。对两种模型描述的差异，做了详细的分析。     

手性布洛芬对映体的选择性光电化学氧化

将光电化学方法与原位分子印迹技术相结合,通过使用手性布洛芬的对映体S-布洛芬(S-ibuprofen)和R-布洛芬(R-ibuprofen)为模板分子,在原位生长的单晶二氧化钛(TiO_2)纳米棒表面构筑S-ibuprofen和R-ibuprofen分子印迹位点,制备出能够对S-ibuprofen和R-ibuprofen选择性识别和催化氧化的印迹电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对电极的形貌、结构和组成进行表征,通过电化学阻抗对电极表面的电子传递阻力进行研究,以制备得到的印迹电极为工作电极通过光电化学方法对其印迹位点的光电识别选择性和光电降解选择性进行测试。制备得到的TiO_2为单晶纳米棒阵列,印迹位点成功构筑在TiO_2纳米棒表面且具有很好的择形吸附能力。本工作首次实现了手性医药布洛芬对映体在人工光电催化剂表面的选择性识别和选择性氧化降解。     

单晶LaB6热阴极直流发射特性实验研究

 实验利用二极管型电子枪研究了单晶LaB₆热阴极的直流发射特性。阴阳极间距5 mm,从直径为2 mm发射体上测得175 mA直流束流（阴极温度约为1 870 K、阴阳极电压6.5 kV、空间电荷限制状态）,电流密度为5.57 A/cm2。采用Longo方程拟合直流发射电流,该方法比以往单纯用Child或Richardson- Dushman公式更符合实际。实验还观测了阴极工作环境和表面状态对直流发射的影响,当真空度低于7×10^-4 Pa时,阴极发射能力逐渐下降,阴极表面碳、氧污染使发射体功函数升高。长时间加热后,石墨上会蒸镀LaB6,由此会造成热子电阻的下降。分析表明La原子补充不及时和表面气体吸附是影响直流发射能力的主要因素。     

瓜环与长链二胺自组装实体结构考察

以^1H核磁共振技术和X射线单晶衍射分析方法考察了3种瓜环与长链二胺(1,7-庚二胺与1,8-辛二胺)相互作用的结构特征．^1H NMR分析表明瓜环(Q[6]和Q[7])与有机二胺(1,7-庚二胺与1,8-辛二胺)有较强的相互作用,形成自组装类轮烷结构;Q[8]与1,7-庚二胺与1,8-辛二胺之间相互作用力相对较弱;晶体结构测定结果表明,六元瓜环与辛二胺自组装形成的类轮烷实体中,辛二胺是以直链状穿过六元瓜环的空腔,两配位氨基留在瓜环两端口之外．     

VGF法磷化铟单晶炉加热器对炉内热场分布影响的研究

磷化铟(InP)是一种重要的化合物半导体,在通信、航空航天和人工智能等领域具有广泛的应用。InP单晶生长质量的优劣取决于其生长炉内热场的稳定与温控。InP晶体工业生产中广泛采用的垂直梯度凝固(VGF)法是在磷化铟单晶生长炉中构建高温、封闭、稳定及可控的热场,但因炉内缺乏直接观测和完整的参数监测手段,利用计算机数值仿真对炉内晶体生长的温度场进行科学分析,以获取最佳的生长温控条件,俨然成为有效且重要的方法。本文基于ANSYS有限元软件及炉内元件实测参数,建立了InP单晶生长系统热场三维物理和数学模型,基于磷化铟单晶生长过程中的温度离散数据,对所建模型对比和验证,获得了与实际生产温度数据吻合良好的效果(温度偏差控制在3%以内),验证了所建模型的有效性。基于此模型,本文对生产条件下四段加热器温度波动对热场分布影响进行了探讨,并对炉内四段加热器的温度波动对炉内低温区、高温区及料管中心温度影响规律进行了研究,所得结论对揭示工业生产过程中InP单晶炉热场的分布规律及调节方法具有一定的指导意义。     

扰动角关联在表面研究中的应用

扰动角关联方法,作为一种超精细相互作用技术,具有高的微观灵敏度,可研究局部范围的表面性质.其在表面研究中的应用已涉及表面现象的各个方面,揭示了一系列感兴趣的现象.通过测量作用在探核上的电场梯度,可辨认探针在表面的不同位置,研究杂质与探针相互作用及扩散过程.利用扰动角关联技术已经观察到探核从表面吸附位置经与台阶有关的位置到达表面最上层晶格点阵替位的微扩散过程.本文综述扰动角关联在表面物理研究中的应用以及Ni 单晶表面和超薄Ni 膜磁性质研究的最新结果. Recently,the perturbed angular correlation (PAC) technique with the microscopicsensitivity to study local surface properties has been applied to study surface phenomena.The electricfield gradient acting at the probe nuclei can serve as a fingerprint to elucidate different probe sites atthe surface,impurity-probe configurations and diffusion of impurities.The microscopic diffusion ofPAC-probes from adatomic sites via step sites to substitutional terrace sites has been observed withPAC...     

单晶变角EPR谱的解释I.掺Cr3+铝铵矾单晶的EPR

对本征场的计算方法作了新的分析,提出了新的计算方案,根据这方案编写了程序,并应用这一程序对掺Cr³⁺铝铵矾单晶变角的EPR谱作了解析,得到了更加可靠更为准确的自旋-Hamilton参数;D=0.04845cm^-1,g_x=g_y=1.9761,g₂=1.9752.用上述参数,对各个离子不同角度下的广义本征场计算的共振磁场与实验数据拟合很好.充分说明采用此法处理EPR的优越性.