锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2的合成及其电化学性能

以自制(Ni0.4Co0.2Mn0.4)(OH)2为前驱体,采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2-Mn0.4O2,采用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料结构和形貌进行了表征,表明所得材料外观为球形,具有典型的α-NaFeO2层状结构,循环伏安、恒电流充放电测试表明,800℃下合成的材料具有最优的电化学性能,首次放电比容量达161.8mAh/g。     

纳米线阵列的电化学优化光吸收增强研究

通过在自生长的半导体Cu2S纳米线阵列表面进一步应用电化学表面沉积处理,在纳米线表面形成尺寸更小的Cu2S纳米颗粒结构,实现了在不减小纳米线直径或增加纳米线长度的情况下,有效提高了纳米线阵列光吸收性能。利用I-V循环扫描曲线研究了以Cu2S纳米线阵列为工作电极的Cu2S沉积电位,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见-近红外分光光度计,对纳米阵列的相结构、微观表面形貌、晶体结构及光吸收能力进行了表征和分析。研究表明:沉积于单斜晶系Cu2S纳米线阵列上的纳米颗粒为斜方晶系Cu2S,沉积后纳米线表面结构改变,粗糙度明显增加,起到了减少纳米线的光反射、优化原纳米线阵列光吸收综合能力的作用。     

Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响

用固相反应法制备了La0.4Ca0.6Mn1-xCrxO3(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.15)多晶样品,通过X射线衍射(XRD)图谱、磁化强度-温度(M-T)曲线、电子自旋共振(ESR)谱线,研究了Cr替代Mn对La0.4Ca0.6MnO3磁性质的影响.实验结果表明:La0.4Ca0.6MnO3存在复杂的磁结构,在258 K出现电荷有序相,从175 K到50 K,产生强关联CO-AFM(电荷有序?反铁磁)相,温度降到41 K左右出现自旋玻璃态;当替代量x≥0.06时,电荷有序相被融化;当x≥0.10时,自旋玻璃态被融化.对实验结果进行了初步解释:电荷有序相被融化主要原因是Cr3+与Mn4+具有相同的电子结构,Cr3+替代Mn3+破坏了CE型反铁磁的自旋序,从而引起电荷序的坍塌,实验证明了电荷序CE型反铁磁体系中,电荷序和自旋序之间存在强耦合相互作用;自旋玻璃态的融化,是由于Cr替代Mn破坏了自旋玻璃态的生成条件,即反铁磁背景下有少量铁磁成分.     

Bridgman法生长的MnxCd1-xIn2Te4晶体相形成规律和物理性能研究

采用Bridgman法生长了x为0.1,0.22和0.4的四元稀磁半导体化合物MnxCd1-xIn2Te4晶体.研究了三根晶体中相的形貌、结构、成分和Mn0.1Cd0.9In2Te4晶体中各组元沿轴向和径向的成分分布.晶体生长初始端的组织为α+β+β1,随着生长的进行,形成β相的单相区.在晶锭末端,形成In2Te3类面心立方结构化合物.组分x增大后,MnxCd1-xIn2Te4晶体的吸收边向短波方向移动,禁带宽度则线性增大.磁化率测量结果表明:晶体在高温区的x-1-T曲线服从居里-外斯定律,在低温区(<50K)则表现出顺磁增强现象.     

Ni2O3对C3S形成过程的影响及其固溶效应

C3S是水泥熟料中最重要的矿物,杂质离子固溶进入C3S晶格并促进其单斜型或三方型稳定存在,研究离子在C3S中的固溶作用机理,能更深入了解阿利特的微结构及性质。利用化学分析、XRD、DTA及相图分析,研究Ni2O3对C3S形成过程的影响及其固化效应。结果表明:Ni2O3主要以+2价的形式在CaO-Si O2二元体系中存在,因其优先与Si O2反应形成固溶体,f-CaO随Ni2O3掺量递增而增大;当Ni2O3掺量大于其CaO-Si O2二元体系固溶极限时,f-CaO变化趋势呈相反趋势,且促进C3S形成效应明显。通过最小二乘法及Ni2O3固溶度的精确界定,可推导出Ni2O3在C3S中的固溶反应分子式为:(Ca3-0.53xNi0.53x)(Si1-0.47xNi0.47x)O5(x=0.0442)。     

近紫外白光LED用红色荧光粉In2（MoO4）3:Eu3+,Bi3+的合成及发光性能

通过固相反应法在1000℃空气气氛中合成了In2(MoO4)3:Eu3+、Bi 3+红色荧光粉。粉体分别用X射线衍射(XRD)、荧光分度计测试。结果表明制备的荧光粉具有单相立方晶体结构,该荧光粉能够被近紫外光(395nm)有效激发,发射高强度的612nm红光。Eu3+浓度为40%(摩尔分数)时,In2(MoO4)3:Eu3+发光强度较高。In2(MoO4)3:0.4Eu3+、Bi 3+荧光粉,Bi 3+浓度为3%(摩尔分数)时,发光强度最大,高于没有掺Bi 3+的In2(MoO4)3:0.4Eu3+荧光粉。和CaMoO4:Eu3+相比,In2(MoO4)3:0.4Eu3+、0.03Bi 3+有较高的发光强度。因此,In2(MoO4)3:0.4Eu3+、0.03Bi 3+是一种可能应用于近紫外白光LED的新型红色荧光粉。     

基于铜粉的室温气固反应自生长刺球状半导体Cu_2S纳米线阵列

本研究通过简单的气-固硫化反应对ITO玻璃上涂覆的铜颗粒膜进行硫化反应,得到了大面积的自生长刺球状结构的半导体Cu2S纳米阵列。采用SEM,TEM,EDS、XRD,以及UV-vis等方法对反应生长的半导体Cu2S纳米线阵列的微观结构及光吸收性能进行了系统研究。实验结果表明,合成的Cu2S为刺球状纳米线阵列,纳米刺球的直径分布在50~100μm之间;刺球上的纳米线为单斜晶系的Cu2S单晶,晶体生长方向为[-102];纳米线的平均直径为100nm,长度分布在20~50μm之间。合成的刺球状纳米线阵列具有良好的光吸收性能,反应20小时样品在可见光波长范围内(400~800nm)平均光吸收率达到了93%;反应30小时样品在可见光波长范围内(400~800nm)平均光吸收率达到了92%。同时两种刺球状纳米线阵列结构对于大的光线入射角仍然保持很高的光吸收性能,对光线入射角的变化不敏感。当入射光角度从0°增加到60°时,光吸收率仅下降3%,明显优于文献已报道的规则排列纳米线阵列的光吸收性能。本项研究合成方法简单,工艺可控,成本低,可以采用更广的基体材料。合成的纳米结构具有优良的综合光吸收性能,在光电领域有很好的应用潜力。     

热蒸发锌粉法制备半导体氧化锌纳米线的研究

采用热蒸发锌(Zn)粉的方法,制备出高产量的由半导体氧化锌纳米线组成的蒲公英花状和四角锥状纳米结构.利用SEM、TEM和X射线衍射对产物的形貌及结构进行了分析.结果表明,所生成的是具有六方结构的单晶ZnO纳米线.纳米线长约5-10μm,根部直径较粗,约110-120nm;梢部较细,约25-30nm,其生长机制为气-固(VS)机制.     

Co替代对纳米晶Ni0.4CoxZn0.6-xFe2O4结构和电磁性能的影响（英文）

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了尖晶石型纳米晶Ni0.4CoxZn0.6-xFe2O4(x=0、0.2、0.4),同时考察了铁氧体的电磁性能.由X射线衍射(XRD)可知,随着x的增大,Ni0.4CoxZn0.6-xFe2O4的晶格常数从0.838 4 nm减小到0.835 7 nm.透射电镜(TEM)结果表明,Ni0.4Zn0.6Fe2O4铁氧体粒子的平均直径约为20 nm.Ni0.4CoxZn0.6-xFe2O4在8.2~12.4 GHz的测试频率范围内具有介电损耗和磁损耗.在频率为9.0 GHz时,Ni0.4CoxZn0.6-xFe2O4(x=0.4)复介电常数虚部的最大值达到19.6.随着x值的增加,复数磁导率虚部的共振吸收峰向高频移动.制备的复合物可以被广泛地用于抑制电磁辐射和吸收雷达波等领域.     

Pr0.6-xNdxSr0.4FeO3-δ体系复合氧化物的制备与表征

采用柠檬酸-硝酸盐法合成了Pr0.6-xNdxSr0.4FeO3-δ(x=0.0～0.6)系列钙钛矿型复合氧化物粉体,用XRD、FT-IR、TD-DTA、SEM等对产物的形成过程、物性及微结构进行了表征.结果表明,所合成的系列样品1200℃煅烧2h即形成立方钙钛矿结构的单相固溶体.用直流四端子法测量了烧结陶瓷体在中温(450～800℃)范围内的电导率,A位单一稀土元素的样品(x=0.0、0.6)及以Pr(x=0.1)或Nd(x=0.5)为主的稀土复合氧化物,其电导率均在150S·cm-1以上,明显高于双稀土样品(x=0.2、0.3、0.4)的数值(σ=45～80S·cm-1);x=0.2、0.3、0.4三个样品电导率较低的原因,与它们在同样烧结制度下的致密度低密切相关.该系列样品的电导率在650～700℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.     

Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI的制备及吸波性能研究

采用超声场下原位聚合法制备了Ba0.6Sr0.4-TiO3/PANI复合材料。其结构、形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HP8510网络矢量分析仪进行了研究。结果表明,HCl掺杂后的PANI是部分结晶的。Ba0.6Sr0.4TiO3与PANI分子链之间存在某些相互作用。与PANI相比,在8.2～12GHz频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PA-NI复合物的ε′值和ε″值均较大。在9.8～12.4GHz的频率范围内,Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合物的tanδε值大于PANI的tanδε值。Ba0.6Sr0.4TiO3/PANI复合材料具有较好的微波吸收性能,最大损耗为-14dB,-10dB带宽超过了5GHz。     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积＞20 m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0.6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率＞50 S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

基于气-液-固模式的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的生长研究概述

Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线由于具有独特的性能、丰富的科学内涵而被广泛应用于微机电、光电子、光伏电、传感等方面,并在未来纳米结构器件中占有重要的战略地位,近年来引起了人们极大的兴趣和关注。探索Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线新的结构调控手段,研究具有重要应用价值的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的可控生长方法和技术,从而获得可应用于器件和功能实现的高质量Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线是目前各研究组的主要目标。基于气-液-固模式的纳米线生长方法具有对纳米线形貌及晶体质量可控的优点,成为当前制备高质量Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的主要生长技术。催化辅助生长是一种有金属催化剂参与的纳米线生长方式,它可以有效降低反应物裂解能量、提高材料成核质量、控制材料生长方向、提高反应效率、稳定材料晶体结构。自催化生长是指在纳米线生长过程中不添加其他物质作为催化剂,而由反应物自身起催化作用的生长。由于自催化生长在反应过程中未引入其他物质,所以生成物纯度较高。Ⅲ-Ⅴ族异质结构半导体纳米线常具有两种半导体各自不能达到的优良光电特性,其又可划分为纵向异质结构和横向异质结构。Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线除了可以在与其自身材料相同的基底表面上生长之外,还可在与其材料不同的基底表面上生长,即在异质基底表面生长。异质基底生长在材料兼容、光电集成等方面具有十分广阔的应用前景。本文对基于气-液-固模式的Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线的生长进行了综述,并对近些年基于催化辅助和自催化的纵向异质结构、横向异质结构以及异质基底的成长研究现状进行了总结,为推动Ⅲ-Ⅴ族一维半导体纳米线制备技术的发展提供了参考依据。     

单晶氮化硅(α-Si3N4)纳米线的制备及其光学性能

介绍了用一种简单的气相合成方法制备出了大量高纯单晶氮化硅(α-Si3N4)纳米线,所形成的纳米线粗细均匀、表面光滑,直径为30～80nm,其长度可达数百微米.同时讨论了氮化硅纳米线的生长机理,其生长过程中气-固机制起主导作用.荧光测试结果表明,氮化硅纳米线的发光有一个宽的发光带(波长从500～700 nm),发光峰位于567 nm.     

Se及Cu2Se纳米线的大面积合成及其纳米电子学器件性能

通过液相化学反应制备了高质硒(Se)纳米线,同时以Se纳米线为模板,合成了CuzSe纳米线.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及X射线衍射仪(XRD)研究了纳米线的形貌结构特征.结果显示,Se纳米线为单晶结构,生长方向沿其[001]面.结合先进的光刻技术及磁控溅射,成功制备了Se和Cu2Se纳米电子学器件.初步测试表明,这种Se纳米线为P型半导体,而Cu2Se纳米线则表现出明显的相变行为.这些发现有利于开发纳米线场效应晶体管以及相变存储器件方面的应用.     

芯-壳结构/GaAs-AlGaAs纳米线中AlGaAs壳材料均匀性研究

Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线材料被认为是高速光电探测器最有前途的材料之一。采用金属有机化学气相沉积法在GaAs(111)B衬底上生长芯-壳结构/GaAs-AlGaAs纳米线材料,GaAs芯材料的生长机制为气相-液相-固相,而AlGaAs壳材料的生长机制为气相-固相。采用场发射扫描电子显微镜和微区光荧光谱仪等测试分析手段研究了AlGaAs壳材料横向、轴向和生长方向的均匀性,探讨了生长机制对均匀性的影响。在此基础上获得了组分均匀的高晶体质量的AlGaAs壳材料,其Al组分为0.14。     

生态水泥中SiO2掺量对焚烧飞灰中重金属固溶特性的影响

按不同SiO2掺量(质量分数)进行垃圾焚烧飞灰的水泥固化试验,研究了SiO2掺量对熟料试样的重金属分布、浸出毒性的影响。结果表明,SiO2掺量低于16%时,提高掺量有利于增加熟料中Cr、Ni、Cu、As固溶率;但SiO2掺量超过16%后,重金属固溶率与其成反比。Cd、Pb、Zn的挥发率随SiO2掺量增加而减少,掺加SiO2能明显抑制Zn的挥发,但基本不影响Hg的挥发。SiO2掺量增加后熟料结构进一步致密化,重金属浸出量减少。     

La0.6Sr0.4FeO3中反常超声特性研究

系统研究了La0.6Sr0.4FeO3单相多晶样品在低温下的电荷输运性质和超声特性.超声测量结果表明,La0.6Sr0.4FeO3在213K附近出现了明显的声速软化,其相对变化超过5%,同时超声衰减出现一个巨大的峰值,而电阻在这个温区内却没有明显的异常发生.分析指出这是由于电-声子相互作用导致的局部电荷发生有序态转变的结果,该电-声子耦合主要起源于Fe4+的Jahn-Teller效应.     

CuInS2薄膜的制备及光学特性

真空共蒸发在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜.研究不同Cu、In、S元素配比、不同热处理条件对薄膜的结构、化学计量比及光学性能的影响.实验结果给出:在元素配比中S的原子比x选择极为重要(实验选0.2≤x≤2),本实验Cu、In、S最佳原子比为1:0.1:1.2.用x(Cu).x(In):x(S)=1:0.1:1.2原子比...     

一种链珠状SiO2纳米线的制备及分析

实验通过硅粉和氯化钙盐高温处理, 以熔融CaCl₂高温下产生的蒸气作为特殊的蒸发载体, 在1300℃条件下通过热蒸发法在石墨基板表面获得了具有草坪状排列的特殊形状的纳米线。系列测试分析表明, 该纳米线的直径为50~400 nm, 长度约为几个微米, 且为面心立方结构。另外, 系统分析显示传统的纳米线生长模型如气-液-固(VLS)生长机制不能很好地解释该二氧化硅纳米线在石墨纸上的生长过程, 本文提出的一种增强的气-液-固生长机制, 可以很好地解释上述纳米线的生长过程。