石墨烯在Ni(111)表面生长机理的紧束缚计算研究

本文采用SCC-DFTB方法,研究了石墨烯在Ni金属(111)表面上的生长机理及在台阶面生长情况.结果分析表明,苯环在Ni表面吸附时以界面fcc构型总能最低,结构最为稳定.边缘生长时,附着在衬底表面上的石墨烯层中C原子活性从边缘向中间逐渐降低.在由(111)晶面和(111)晶面相交形成的台阶面上,石墨烯片层可连续生长,同时相对衬底表面发生一定偏转,在较大面积时将出现缺陷.改善石墨烯与衬底台阶处的界面不匹配情况将有利于其大面积高质量生长.     

铂纳米颗粒生长和表面结构的理论预测

本文应用最近所建立的凝结势模型[2009物理学报583293;2009J.Chem.Phys.130164711]来确定铂纳米颗粒的表面结构,利用分子动力学模拟验证了该模型的可靠性.基于该模型所进行的第一性原理计算表明,各种形状的铂颗粒表面都以fcc的(111)面为主(约80%),(100)面形成的概率约10%,该结果与已有实验观测相符合.由于凝结势计算简单,该模型应是一种从理论上确定纳米颗粒表面结构的简便方法.     

HA纳米微粒对PEG-600低温保护剂反玻璃化结晶的影响

为了研究羟基磷灰石HA纳米微粒对低温保护剂反玻璃化结晶的影响,本文利用DSC和低温显微镜研究了含有不同粒径(20nm、40nm、60nm)和不同质量浓度(0.1%、0.2%、0.4%、0.8%)HA纳米微粒的PEG-600(50%,w/w)溶液反玻璃化过程中的结晶现象.试验结果表明:与未添加纳米微粒的PEG-600溶液相比,加入40nm、0.4%纳米微粒的HA-PEG600溶液的反玻璃化温度升高了7℃;加入20nm、0.4%和40nm、0.8%纳米微粒的HA-PEG600溶液的冰晶生长速率分别降低了35%和提高了50%;纳米低温保护剂溶液的冰晶形貌从大圆形变成了小圆形、枝晶或小圆形中夹带枝晶.     

基于MeshTV界面重构算法的二元合金自由枝晶生长元胞自动机模型

本文基于MeshTV界面重构算法, 发展了二元合金凝固自由枝晶生长的元胞自动机 (cellular automaton, CA) 模型. 通过采用MeshTV界面重构算法, 在细化的界面元胞内重构出了固液界面的位置. 在此基础上, 发展了一种同时适合描述纯物质与合金凝固界面生长的动力学模型. 与非界面重构的CA模型相比, 本文所发展的模型可以在较大的网格尺寸下实现模型的收敛, 同时网格各向异性不明显, 且能够反映界面能各向异性参数ε 对自由枝晶生长的影响. 在ε =0.02时, 通过与描述自由枝晶生长的LGK理论模型相比较, 发现计算的枝晶尖端速度与LGK理论模型的预测符合较好, 而计算的枝晶尖端半径比LGK理论预测值大于约20%.     

一种晶体表面水平纳米线生长机理的蒙特卡罗模拟研究

采用动力学蒙特卡罗方法模拟,发现在较低过饱和度流体中对称性破缺的简单立方晶体光滑（001）表面上基于晶核的水平纳米线的生长机理．在此基础上,进一步研究了各向异性的表面上经向和纬向热粗糙度对纳米线形貌的影响,分析了纳米线的生长随时间的变化,并系统讨论了纳米线生长速率与表面经向和纬向热粗糙度、过饱和度、晶面尺寸以及表面扩散作用的依赖关系．     

Yb:NdPO4晶体的生长与光谱性质

采用助熔剂自发成核法,以Li2CO3-2MoO3为助熔剂,生长出了Yb∶ NdPO4晶体.通过X射线粉末衍射和X射线能谱技术对所得的晶体进行了表征.结果表明,少量Yb3+掺入到了NdPO4晶体中,但并未改变NdPO4晶体的晶格结构.比较了Yb∶ NdPO4晶体和NdPO4晶体室温下的透过光谱.测量了室温下晶体的荧光光谱,泵浦光波长为332 nm.结果表明晶体的最强荧光发射峰位于995nm,归属于Yb3+从激发态2F5/2到基态2F7/2的电子跃迁.1059nm的发射峰归属于Nd3+从4 F3/2到4I11/2的电子跃迁.Nd3+的发射峰强度较弱,表明在室温下晶体中主要发生了Nd3+ →Yb3的能量传递.     

黄铜矿结构中红外高功率非线性光学晶体及其器件研究

本文论述了黄铜矿结构中红外高功率非线性光学晶体ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2的研究进展。以高纯(6N)Ge、Si、Zn、Cd、P和As单质为原料,按化学计量比并富P 0.1～0.5%和适当富Cd和As配料,采用气相输运和熔体机械相结合的新方法,有效地克服了合成容器爆炸等问题,成功地合成出高纯单相的ZnGeP2和CdSiP2多晶材料;采用高温机械和温度振荡、以及快速降温法,有效地避免了杂相形成,合成出高纯单相的CdGeAs2多晶材料。采用改进的Bridgman法,生长出较大尺寸的ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2单晶体,并制备出ZnGeP2光参量振荡器(ZGP-OPO)和CdGeAs2(CGA)倍频器件,采用2.1μm泵浦的ZGP-OPO获得3.5～5μm中红外激光调谐输出。结果表明:ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2晶体,是中红外高功率激光频率转换最有前途的先进新材料。     

桂花幼苗基础生长环境与其叶片超弱发光特性关系研究

以桂花幼苗为试验样品,采用二次正交旋转组合实验优化设计方案,研究了光照、温度、湿度和水分4个基础环境因素对桂花幼苗叶片超弱发光值的影响,建立了4因素对超弱发光值的综合影响模型.分析发现:不同因素及其交互作用对超弱发光值影响的显著性也不同;其中4个因素的一次项和光照、湿度、水分因素的二次项,以及光照和水分、温度和湿度的交互项,对超弱发光值的影响极显著(p≤0.01);当光照采用10根灯管(即照度值均值为4 229 Lx)且温度、湿度和水分分别控制在35 ℃、85%和90 mL/d时桂花幼苗的超弱发光值最大.在此基础上进一步分析并获得了对超弱发光值存在影响作用的各单因素及交互作用的影响规律.     

常压下金催化硅纳米线生长实验研究

采用固一液一固（SLS）生长机制,研究常压下金催化硅纳米线的制备方法。实验中将硅基Au薄膜在氩氢气中退火,退火温度为1050℃和1080℃,退火完成后在扫描电镜下观察硅片表面的形貌变化,分析不同退火温度、通气量和金膜厚度下的实验结果,并在此基础上进一步讨论了各变量对硅纳米线的生长影响及其机理。     

Growth and optical properties of Cr~（3＋）-doped CdWO_4 single crystals

A high-quality Cr 3+:CdWO4 single crystal at a size of approximatelyΦ25×80 mm is grown using the Bridgman method with CdO,WO3,and Cr2O3 as raw materials and their molar ratio of 100:100:0.5.The temperature gradient of solid-liquid interface at growth is approximately 50?C/cm and the growth rate is 0.05 mm/h.The X-ray diffraction(XRD),absorption,excitation,and emission spectra of different parts of the as-grown and O2-annealed crystals are investigated.Two strong broad optical absorption bands of about 472 and 708 nm are observed,and they are associated with the transitions 4 A2→ 4 T1 and 4 A2→ 4 T2.The weak 4 T2→ 2 E transition(the R-line)at 632 nm is also observed.The crystal-field parameter Dq and the Racah parameters B and C are estimated to be 1 412.4,776.8,and 3 427.6 cm? 1,respectively,according to the absorption spectra and crystal-splitting theory.A broadband fluorescence at about 1 000 nm due to 4 T2→ 4 A2 transition is produced by exciting the samples at 675 nm.After being annealed in an O2 atmosphere,the crystals become more transparent,while the effective light absorption of Cr 3+ ions is evidently enhanced and the emission intensity is also strengthened due to the reduction of oxygen vacancies in the CdWO4 crystal after annealing.