第一性原理研究bct-C4碳材料的强度性质

本文采用第一性原理方法,分析了bct-C4碳材料的力学性质,尤其是抗压强度性质,并在研究中分析了在压缩过程中bct-C4碳的 键长随压缩应变的变化规律.计算结果表明, bct-C4碳材料不仅具有优秀的弹性性质和硬度性质,也具有优秀的强度特性, 其沿[100]晶向的抗压强度高于金刚石6.9%.本文的工作表明, bct-C4碳是一种高强度的碳同素异形体, 可以用于压缩包括金刚石在内的各种物质,并可用于研究物质在高压下的结构变化以及力、电学等性质. 同时,作为一范例,本文研究同样可以为寻找力学性质超越金刚石的物质提供参照.     

单口径相干合成系统激光光束的M2因子研究

单口径相干合成系统激光光束的光束质量是一个亟待解决的重要问题.基于二阶矩定义, 文中给出了单口径TEM₀₀, TEM₀₁及TEM₁₀两两相干光束M²因子的解析表达式, 并比较分析了束腰宽度、传输距离、振幅之比,以及源场位置矢量对相干光束M²因子的影响, 得到了诸如源场位置参量d₁<100λ时,各相干光束M²因子恒定,反之, 其随位置参量d₁的增大而增大等一些结论.最后,文章对两TEM₀₀模相干光束M²因子的 部分理论进行了实验验证.     

Mn4+掺杂对BiFeO3陶瓷微观结构和电学性能的影响研究

利用传统的固相反应法制备了BiFe_1-xMn_xO₃ (x= 0-0.20)陶瓷样品, 研究了不同Mn⁴⁺掺杂量对BiFeO₃陶瓷密度、物相结构、显微形貌、 介电性能和铁电性能的影响.实验结果表明:所制备的BiFe_1-xMn_xO₃ 陶瓷样品的钙钛矿主相均已形成,具有良好的晶体结构, 且在掺杂量x=0.05附近开始出现结构相变.随着Mn⁴⁺添加量的增加, 体系的相结构有从菱方钙钛矿向斜方转变的趋势,且样品电容率大幅度增大, 而介电损耗也略有增加;在测试频率为10⁴ Hz条件下, BiFe_0.85Mn_0.15O₃ (ε_r=1065)的 ε_r是纯BiFeO₃ (ε_r=50.6)的22倍; 掺杂后样品的铁电极化性能均有不同程度的提高,可能是由于Mn⁴⁺稳定性优于 Fe³⁺,高价位Mn⁴⁺进行B位替代改性BiFeO₃陶瓷, 能减少Bi³⁺挥发,抑制Fe³⁺价态波动,从而降低氧空位浓度,减小样品的电导和漏电流.     

自旋为1/2的XY模型亚铁磁棱型链的物性和有序-无序竞争

利用不变本征算符法, 计算低温下自旋为1/2的XY模型一维亚铁磁棱型链系统的元激发谱, 讨论在此系统中不同的特殊情形下的元激发能量, 从而给出体系的三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak. 分析不同外磁场下 体系的磁化强度随温度的变化规律, 发现三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak是正确的, 并从三个元激发对磁化强度的贡献进行了说明. 低温下磁化强度随外磁场的变化呈现1/3磁化平台. 体系的磁化率随温度或者外磁场的变化都出现了双峰现象. 这说明双峰源于二聚体分子内电子自旋平行排列的铁磁交换作 用能和二聚体与单基体分子间电子自旋反平行排列的反铁磁交换作用能, 热无序能, 外磁场强度相关的自旋磁矩势能之间的竞争.     

Al2O3钝化及其在晶硅太阳电池中的应用

介绍了Al₂O₃的材料性质及其原子层沉积制备方法, 详细阐述了该材料的钝化机制(化学钝化和场效应钝化), 并从薄膜厚度、热稳定性及叠层钝化等角度阐释其优化方案. 概述了Al₂O₃钝化在晶体硅太阳电池中的应用, 主要包括钝化发射极及背面局部扩散电池和钝化发射极及背表面电池. 最后, 对Al₂O₃钝化工艺的未来研究方向和大规模的工业应用进行了展望.     

钛离子辐照对MgB2超导薄膜的载流能力和磁通钉扎能力的影响

利用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition, HPCVD)可以制备出高性能的MgB₂超导薄膜, 再对薄膜进行钛(Ti)离子辐照处理.经过辐照处理后的样品被掺入了Ti元素, 与未处理的干净MgB₂样品相比,其超导转变温度没有出现大幅度的下降, 而在外加磁场下的临界电流密度得到了明显的提高,同时样品的上临界磁场也得到了提高. 在温度5 K, 外加垂直磁场为4 T的情况下, Ti离子辐照剂量为1× 10¹³/cm²的样品的临界电流密度达到了1.72× 10⁵ A/cm², 比干净的MgB₂要高出许多,而其超导转变温度仍能维持在39.9 K的较高水平.     

直流三极溅射法制备CuInS2 薄膜

采用直流三极溅射装置制备获得了CuInS₂薄膜, 其中溅射靶采用一定面积比的[Cu]/[In]混合靶,反应气体采用CS₂气体. 本文中主要研究了0.02 Pa分压反应气体条件下不同面积比的[Cu]/[In]混合靶和沉积基板温度对CuInS₂薄膜结构和成分的影响, 其中CuInS₂薄膜制备所用时间为2 h生长的厚度为1—2 μm. 通过对CuInS₂薄膜的EPMA, X射线衍射测试分析表明, 最佳的CuInS₂薄膜可在面积比[Cu]/[In]混合靶为1.4:1和可控温度(150, 250和350 ℃)的条件下制备获得, 并且其结构被确认为黄铜矿结构. 通过实验结果计算出CuInS₂薄膜层有约为8.9%的C杂质含量.     

Tb2Fe15.5Cr1.5化合物的本征磁致伸缩

通过x射线衍射及磁测量手段研究了Tb2 Fe1 5 5Cr1 5化合物的热膨胀性质及本征磁致伸缩性质 .研究结果表明Tb2 Fe1 5 5Cr1 5化合物在 2 93— 6 72K的温度范围内具有六角相的Th2 Ni1 7型结构 .在 4 32— 5 2 2K的温度范围内具有负热膨胀性质 ,其平均热膨胀系数 α =- 1 5 7× 10 - 5 K .对本征磁致伸缩的研究结果表明Tb2 Fe1 5 5Cr1 5化合物中存在着较强的各向异性的本征磁致伸缩 ,2 93K时其本征体磁致伸缩约为 8. 4× 10 - 3,晶格畸变主要发生在c轴方向上 .磁测量研究结果表明Tb2 Fe1 5 5Cr1 5化合物的居里温度约为 4 94K ,比其母合金Tb2 Fe1 7高约 80K .     

Sr2 CeO4电荷迁移发光的光谱结构规律研究

利用高温固相反应法分别合成了不同物相形成机理的Sr2CeO4，Sr2CeO4：Ca^2 和Sr2CeO4：Ba^2 样品，并对其光谱特性进行了研究．结果发现，对于由SrO和CeO2直接反应生成的Sr2CeO4(Ⅰ)，激发主峰位于256nm左右；而对于SrCeO4和SrO反应生成的Sr2CeO4(Ⅱ)，激发主峰位于279nm左右．在Sr2CeO4(Ⅰ)中掺入Ca^2 ，其激发光谱随着Ca^2 离子浓度的增加逐渐接近于Sr2CeO4(Ⅱ)的激发光谱．激发主峰带应属于CeO6八面体终端Ce^4 -O^2-键的电荷迁移带．对于激发光谱中340nm左右的弱激发峰，其峰值波长不受形成机理及Ca^2 掺杂的影响，只是其强度随着激发主峰的红移而增加，它可能属于CeO6八面体平面上Ce^4 -O^2-键的电荷迁移带．形成机理及Ca^2 掺杂对发射光谱没有影响．Ca^2 在Sr2CeO4(Ⅱ)与Ba^2 在Sr2CeO4(Ⅰ)和(Ⅱ)中均难于替代Sr^2 的位置．     

MgB2超导薄膜的微波测量

报道了利用蓝宝石介质谐振器技术测量MgB2超导薄膜的微波表面电阻Rs、OK时的穿透深度λ(O)和超导能隙△(O)．λ(O)和△(O)的值是通过先测量样品穿透深度λ(T)的变化量△λ(T)，然后由BCS理论模型拟合△λ（T)的实验数据得到的．测试样品是利用化学气相沉积技术在MgO(111)基片上制备的c轴织构的MgB2超导薄膜，薄膜的超导转变温度和转变宽度分别为38K和0．1K．微波测试结果表明在10K，18GHz下MgB2薄膜的Rs约为100μΩ，可以和高质量的YBCO薄膜的Rs值相比拟；BCS理论拟合得到的MgB2超导薄膜的λ(0)=102nm，△(0)：1．13kTc．