晶格失配对异质外延超薄膜生长中成核特性的影响

利用动力学蒙特卡罗方法模拟了异质外延超薄膜生长中的成核过程.研究了薄膜与衬底的晶格失配对超薄膜生长中成核密度、平均核尺寸、标度关系及生长模式的影响.结果发现产生压（张）应变的晶格负（正）失配使生长过程更早（迟）从成核区进入过渡区，失配越大，这一效应越明显.在相同的沉积条件下，负失配导致超薄膜形成较低的成核密度与较大的平均核尺寸，而正失配则相反.成核密度满足标度关系Ns≈(F/D)χ，随着失配度从-0.04增加到0.02，标度系数χ从0.37逐渐减小到0.33，对应超薄膜生长过程从包含二聚体扩散模式转变到无 关键词： 薄膜生长 成核 晶格失配 蒙特卡罗模拟     

种晶法控制金刚石成核的合成工艺研究

本文采用了半金刚石昌规则地排列放置在溶媒表面上的工艺方法进行了控制金刚石成核的合成实验。通过使用不同的种晶放置位置及种晶排列问题，研究了金刚石在种晶上的生长过程和影响合成结果的因素。     

ESTIMATE OF THE UPPER CRITICAL FIELD AND CONCENTRATION FOR SUPERCONDUCTOR

The effect of an applied magnetic field on an inhomogeneous superconductor is studied and the value of the upper critical magnetic field Hc3 at which superconductivity can nucleate is estimated. In addition, the authors locate the concentration of the order parameter, which depends on the inhomogeneous term a(x). Unlikely to the homogeneous case, the order parameter may concentrate in the interior of the superconducting material, due to the influence of the inhomogeneous term a(x).     

磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学研究

利用原子力显微镜分析了ZnO薄膜在具有本征氧化层的Si(100)和Si(111)基片上的表面形貌 随沉积时间的演化. 通过对薄膜生长形貌的动力学标度表征，研究了射频反应磁控溅射条件 下，ZnO薄膜的成核过程及生长动力学行为. 研究发现，ZnO在基片表面的成核过程可分为初 期成核阶段、低速率成核阶段和二次成核阶段. 对于Si(100)基片，三个成核阶段的生长指 数分别为β₁=1.04，β₂=0.25±0.01，β₃=0.74；对 于Si(11 关键词： ZnO薄膜 磁控溅射 生长动力学 成核机制     

结晶聚合物的辐射效应：多官能团单体对LDPE的结晶成核作用

根据x射线、电镜、DSC和凝胶分数的测试结果,讨论了多官能团单体结构对低密度聚乙烯聚集态结构的影响以及结晶度与辐射交联(或剂量)的关系。发现由于单体的存在导致低密度聚乙烯结晶度增加而结晶尺寸变小(即结晶成核效应);成核效应越大,增强辐射交联的效果也越大。添加具有高结晶成核作用的单体有利于低密度聚乙烯的辐射交联,同时也加速其结晶结构的破坏。     

氟化钾团簇的相变、成核和重结晶的分子动力学模拟

我们利用Born-Mayer-Huggins相互作用势函数对(KF)_N(N=108，256，500和864)团簇进行了分子动力学(MD)模拟。为了避免周期性边界条件对相变、成核和重结晶的干扰作用，对体系采用了自由边界。基于MD模拟结果，对团簇的熔化温度、熔化焓、扩散系数、成核速率、固液界面自由能、临界核大小等进行了计算和讨论。在对(KF)₈₆₄双晶团簇的热退火模拟中，观察到了固态的重结晶和晶粒的生长。经典的成核理论成功地解释了(KF)₈₆₄双晶团簇的重结晶MD模拟结果。     

超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟

在超临界水反应器中，硫酸钠是易造成堵塞的一种常见无机盐，研究其结晶动力学对于防盐沉积反应器的设计具有重要意义.本文采用LAMMPS分子动力学模拟软件研究硫酸钠在超临界水中的微观结晶过程，其中水分子采用SPC/E模型，离子-离子、离子-水分子相互作用采用Coulumb和Lennard-Jones联合势能函数.结果表明：水对离子的静电屏蔽作用随温度升高而增强、随密度减小而减弱；增大超临界水的温度和密度有利于离子扩散，进而促进离子相互碰撞、成核；在模拟的超临界水参数范围内，其成核速率的数量级为10²⁹cm^-3·s^-1，生长速率为(19.8~25.8) m·s^-1.     

聚丙烯成核剂研究进展

聚丙烯材料被越来越多的应用于汽车领域、工程塑料等,聚丙烯性能的优化也成为工业界和学术界研究的热点问题。聚丙烯因其良好的机械性能、加工性能、价格低廉而备受关注,但其低温脆性大、热变形温度低、易收缩等缺点也制约了该类材料的发展和在某些领域的应用。对聚丙烯的改性关键是对其分子链规整度、球晶尺寸的调控,成核剂改性是聚丙烯改性中相对简单易行的方法。聚丙烯成核剂种类繁多,各俱特色,本文在综述了聚丙烯成核剂的基础上提出了新型聚丙烯改性成核剂,即大分子成核剂,并展望了大分子成核剂的发展前景。     

成核剂及其完善剂对聚乳酸结晶行为的影响

通过POM、DSC以及流变测试系统考察了成核剂(PPZn)及其完善剂(E61)对PLA结晶形貌及其结晶能力的影响.POM结果表明PPZn和E61对PLA的结晶形态的影响随两者含量的变化而变化.加入低含量的PPZn可诱导PLA得到一定完善程度的球晶,而较高含量的PPZn能够诱导PLA基体得到针状晶体.通过添加少量E61可使在PPZn较高含量下的PLA针状晶体转变为球晶.但更高含量E61的添加却使PPZn的成核作用受到抑制,再次生成针状晶体,且E61含量越高,抑制作用越明显.DSC和流变测试进一步证明PPZn可显著提高PLA的结晶能力、有效地缩短基体结晶时间,而E61的添加对PLA的结晶速率影响不大.     

电沉积制备的PtNi纳米粒子用于氧还原反应:成核和生长机理

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆中阴极Pt基催化剂的高用量造成其成本居高不下,成为阻碍燃料电池汽车商业化推进的重要原因,因此开发低Pt、高活性的Pt基催化剂势在必行.Pt合金催化剂能够有效地降低Pt用量,并通过对合金颗粒的元素比例、晶面、粒径等实行精确调控,显著提升氧还原(ORR)催化活性.然而,目前常用的制备方法由于原料与制备成本高昂、过程复杂大都难以适应规模化生产需求.电化学方法通过控制施加的电流或电位控制晶体生长.在水体系中该方法已得到验证,但由于Pt化合物的热力学标准电极电位与过渡金属元素之间相差较大,且对于过渡金属来说,电负性大多小于铂,因此还原电位通常负于析氢电位,使得二者难以实现共沉积.有机体系中电位窗口比水体系大得多,Pt与电位较负的过渡金属可实现共沉积,采用小分子有机溶剂也可避免溶剂清洗问题,具有应用潜力.本文提出了一种简单的一步电沉积方法,选择易溶于水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,将碳载体滴涂到玻碳电极上作为工作电极,通过电化学方法直接将Pt-Ni合金沉积到碳载体上,并利用物化表征与密度泛函理论(DFT)理论计算来探究共沉积机理.透射电镜表征结果表明,在不同的沉积电位下均可得到分散均匀、粒径适当的催化剂;且随着电位值降低,催化剂颗粒分散得更均匀,颗粒粒径不断减小.元素分布和晶面结果表明,铂镍元素均匀分布于颗粒中.所有样品均表现出优异的ORR性能,最高的面积比活性达到商业催化剂的6.85倍.将材料表征、电化学表征与DFT计算结合,建立起了铂镍合金生长过程的模型,并发现了有机体系中独特的成核-生长机理.将体系中的DMF换成超纯水,用同样的方法进行沉积,得到的催化剂颗粒团聚严重,说明DMF的使用能够避免颗粒团聚.在单独铂的体系中沉积发现,负载量极小,表明体系中镍前驱体的添加对于催化剂的沉积过程起到重要作用.电化学表征结果表明,在所选用的DMF有机体系中,镍的还原电位与铂的十分接近,但还原动力学更慢,趋向于先形成吸附原子后快速还原.由此可以推测,在二者合金的形成过程中,镍在碳载体表面的缓慢还原而形成的吸附原子能够成为铂还原的活性位点,从而降低了铂还原成核所需的能量,使得载体上的成核位点大大增加,这与DFT模拟结果一致.DFT建立了碳上镍的位点和铂的位点,分别在上面进行铂的还原,发现镍位点上比铂位点上更容易实现铂沉积.本文提出了铂镍共沉积的机理:在过电位(即还原能量)下,铂的还原动力学较镍稍快,于是铂先还原形成晶核,但难以达到生长的临界半径,于是单独铂体系中的沉积负载量很少.载体上还原的镍为铂还原提供了大量的活性位点,促进了铂还原,并与镍共沉积.Pt-Ni表面则进一步促进了铂的沉积和颗粒的生长.综上,本文提出了一种用于制备铂合金催化剂的有机电沉积体系,实现了单分散的碳载铂镍合金催化剂的一步制备.随后,本文将材料表征、电化学表征与DFT计算相结合,建立起了有机体系中铂镍合金成核-生长过程的机理模型.