Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧化性能

采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AlCrN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子谱仪等分析了AlCrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱,并进行了800和900℃高温氧化实验,研究了AlCrN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明:AlCrN涂层主要成分为Al、Cr和N元素,添加Al元素后表现出较强的AlN择优取向;Al2p峰谱为Al—N和Al—O结合键,Cr2p峰谱为Cr—O和Cr—N结合键,N1s峰谱以Cr—N和Al—N的形态存在,另外含有少量的N—Cr—O和N—Al—O结合键;经过高温氧化后AlCrN涂层表面氧化物为Cr₂O₃,对高温合金基体有良好的保护作用.     

铀表面氧化层的X射线光电子能谱研究

通过用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析研究几种氧化铀的表面状况发现，在不同的氧化态，除Ｕ４ｆ峰有所偏移外，特征表现是其卫星峰存在明显的差异。经作者对不同铀氧化物的卫星峰、俄歇峰以及价带谱峰所作的较为详细研究表明，用Ｕ４ｆ的卫星峰、俄歇峰和价带谱能很好地解释ＵＯ２＋ｘ（ｘ的值在０．１￣１之间）相的存在，并且随着ｘ值的变化，这三个谱峰呈现规律性的变化。     

等电子谱线法诊断等离子体电子温度实验研究

在"星光Ⅱ”激光装置上对Mg/Al混合材料平面靶和Mg/Al示踪层金盘靶进行三倍频激光打靶实验,用平面晶体谱仪测量靶材料发射的X光光谱,获取了示踪离子谱线实验数据.采用多组态Dirac-Fock方法计算所需原子参数,并在局域热动平衡条件下建立了双示踪离子谱线强度比随电子温度变化关系.在此基础上由双示踪元素等电子谱线法确定了Mg/Al混合材料平面靶及金盘靶激光等离子体的电子温度.     

硬X光在线弯晶谱仪的设计与实现

该文介绍了具有定量化测量能力的硬X光在线弯晶谱仪,其主要结构为透射弯晶、Cs I(Tl)闪烁体薄膜、像增强器、可见光CCD,主要功能是定量获得较高能谱分辨的X光谱,由光谱获得超热电子温度和总能量的数据,为大尺度激光等离子体物理实验研究建立超热电子定量诊断的有效手段。该文对其主要光学结构及关键部件参数做了详细阐述。利用Ag靶准单色射线源作为测试源,对谱仪的性能进行测试,结果为Ag的特征谱线能清晰对称地呈现在记录结果中,谱线均匀无缺失,分辨效果较好,表明谱仪的性能良好。     

AlN薄膜制备与表征研究型实验设计

将科研成果转化为研究型本科实验教学内容,设计了不同极性AlN薄膜的制备及表征综合实验。采用金属有机化学气相沉积方法制备混合极性、N极性和Al极性的AlN薄膜,研究了不同极性对AlN薄膜表面形貌和晶体质量的影响。研究结果表明,将渐变组分AlGaN极性调控层引入到GaN和AlN外延膜之间,AlN薄膜转变为单一Al极性生长,高分辩X射线衍射摇摆曲线(002)和(102)的半峰宽分别为375 arcsce和420 arcsce。该实验激发了学生对科学研究的兴趣,深入学习薄膜材料的制备及表征方法,培养了学生积极探索的创新实践能力。     

基于无催化剂化学气相沉积法的氮化镓纳米线制备和表征

采用化学气相沉积法，通过金属镓和氨气的直接反应，在石英衬底上沉积出GaN纳米线。利用 XRD和SEM对制备的 GaN 纳米线进行了结构和形貌的表征。结果表明合成的GaN纳米线为六方纤锌矿结构，直径为100~200 nm，长度达几微米，GaN纳米线的生长符合VLS生长模型。室温PL光谱表明GaN纳米线在395 nm和566 nm的发光峰主要与Ga空位或者N空位引起的缺陷能级相关。     

AP-MOCVDGaN材料生长特性

研究低温生长GaN过渡层（缓冲层）在AP－MOCVD生长GaN材料过程中的作用，探讨了过渡层的生长温度、时间、氮化时间等参数对GaN材料晶体质量的影响，通过对过渡层的特性参数的分析、优化，获得了X射线双晶衍射半峰宽为6’的GaN外延层．     

生长模式控制对MOCVD生长GaN性能的影响

采用MOCVD以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用X射线双晶衍射、电化学CV技术对GaN的结晶性能和电学性能进行了表征．研究表明，GaN的生长模式对其电学性能和结晶性能影响很大．在高温GaN生长初期，适当延长GaN的三维生长时间，能明显改善GaN薄膜的结晶性能，降低薄膜的缺陷密度和本底载流子浓度，使GaN质量明显提高．     

不同掺杂元素对GaN基材料发光性能影响研究进展

由于GaN材料本身具有的极大优越性,如大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率、高异质结界面二维电子气浓度等,决定了GaN基材料及其器件在发光半导体材料领域中的重要地位,而高质量GaN的掺杂制备一直是研究者关注的热点.本文根据近几年国内外对掺杂GaN基材料的研究成果,总结概括了IIA族、过渡族以及稀土族元素对GaN的掺杂,分析讨论了不同掺杂元素对GaN基材料发光性能的影响,并以Mg掺杂GaN为例,对比了各种掺杂技术的优缺点.     

煤样致密度对LIBS测量的影响

选用不同产地的3种代表性煤样为对象,采用粉状煤样和不同压力下制备成的片状煤样进行实验,以分析煤样致密度的影响.得出了粉状煤样和片状煤样在200～850 nm波段内的光谱图,定性分析了 C,H,O,N,Al,Fe,Ca,Mg,Si,Ti,Na和K等元素.对强度大、干扰小的C,Al,Ca,Mg,Si和Ti元素的谱线进行分析,通过谱线强度及其相对标准偏差、谱线强度比及其相对标准偏差来比较煤样致密度对定标曲线法和内标法测量的影响.实验结果表明:致密度对定标曲线法定量分析的影响较大,而对内标法定量分析的影响较小.     

Mg掺杂ZnO纳米材料的结构及光学特性研究

采用低温热分解法制备Zn1-xMgxO(x=0,0.03)纳米材料,利用X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和拉曼光谱分析研究了Mg的掺杂对样品的结构和光学特性的影响.另外,还利用能量弥散X射线能谱仪(EDX)对样品的元素含量进行了表征.结果表明,Zn0.97Mg0.03O具有和ZnO一样的衍射谱,为六方纤锌矿结构.但是,随着Mg的掺入,样品Zn0.97Mg0.03O的结晶有序性遭到一定程度的破坏,结晶质量下降.XRD和EDX结果证明了Mg成功掺入ZnO晶格中,形成了替位式掺杂.在拉曼光谱中,位于434 cm-1处的E2(H)模式的出现表明样品为六角纤锌矿结构的ZnO.室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射峰,没有观察到深能级发射,且随着Mg的掺入,紫外发射峰发生蓝移.     

III族氮化物半导体材料

III族氮化物半导体材料（Al，In，Ca）N，（包括GaN、InN、A1N、InGaN、A1GaN和AllnGaN等）是性能优良、适宜制作半导体光电子和电子器件的材料。用这种材料研究发展的高功率、高亮度的蓝一绿一白发光管和蓝光激光器以及其他电子器件和光电子器件近几年来均有很大突破，有的己形成了产业。     

Mg_xZn_(1-x)O复合薄膜带隙展宽的研究

利用溶胶-凝胶旋涂工艺在普通玻璃基底上生长本征ZnO薄膜和Mg_xZn_(1-x)O复合薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-vis)、光致发光(PL)等测试手段对样品进行表征,分别对半导体合金薄膜的晶格参数与结构、结晶质量、光学透过率及其禁带宽度进行分析与研究.比较Mg_xZn_(1-x)O薄膜与本征ZnO薄膜的XRD图谱后发现,Mg元素可提高薄膜的结晶质量,但是复合薄膜的c轴择优取向没有因为Mg元素的引入而得到改善.随着Mg元素掺杂量的增加,Mg_xZn_(1-x)O(x=0.10、0.20、0.30)复合薄膜的带隙随之变宽,薄膜组分为Mg0.20Zn0.80O和Mg0.30Zn0.70O时,光致发光谱中出现了强度较大的紫外发光峰,组分为Mg0.20Zn0.80O薄膜的带隙展宽效果较为明显且光学透过率较优.     

Au(Cu、Ag)／SiO_2纳米薄膜的制备及其微观结构表征

用多靶磁控溅射技术制备了不同形貌的Au(Ag、Cu)纳米颗粒分散SiO2薄膜。利用透射电镜对Au／SiO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征。结果表明通过调控金属颗粒的沉积时间和靶材的溅射频率可以制备不同形貌金属颗粒ISi02单层薄膜。单层Au／SiO2薄膜中Au沉积时问为5s时,Au颗粒为圆形,当沉积时间为10s时,Au颗粒连接成网络状结构;单层AgiSi02薄膜中,Ag靶的射频功率为150W时,颗粒形状接近圆形,Ag靶的射频功率为100W时,Ag颗粒几乎密集在一起,形成膜状结构:单层Cudsi02薄膜中Cu的沉积时间为10s时,Cu颗粒形成网络状结构,Cu的沉积时问为20s时,形成的是Cu膜。     

H3BO3掺杂量对Sr3Al2O6:Eu,Dy红色长余辉发光材料性能的影响

采用高温固相法制备了Sr3Al2O6:Eu2+, Dy3+红色长余辉发光材料,研究了H3BO3掺杂量对其性能的影响.利用X射线衍射仪对材料的物相进行了分析,结果表明,1 200℃下制备的不同H3BO3掺杂量样品的物相为Sr3Al2O6 ;采用荧光分光光度计、照度计测定了样品的发光特性,结果表明Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+的激发峰位于472 nm的宽带谱,发射峰为位于612 nm的宽带谱,对应于Eu2+的4f65d1→4f7的跃迁;H3BO3的加入在促进产物晶化的同时,还可改变进入晶格中的Eu、Dy离子的浓度,从而改善余辉特性.余辉测试表明,Sr2.95Al1.8O6:0.02Eu2+,0.03Dy3+,0.2B3+的余辉时间最长,可达620 s(≥1 mcd/m2).     

MOCVD Al_xGa_(1-x)N/GaN超晶格结构的界面与表面表征

采用掠入射X射线反射谱技术和原子力显微镜表面形貌技术对AlxGa1-xN/GaN超晶格结构的界面与表面进行了表征,将反射谱数据与X射线衍射结果结合获得了垒层组分及阱层宽度与界面粗糙度的关系.掠入射X射线反射谱的显著强度振荡与原子力显微镜所观察到的台阶流动形貌表明了平整的界面和表面的存在.研究发现,低Al组分(x=0.15)阱宽小的样品界面与表面粗糙度最小.     

基于7种主要元素特征谱线的LIBS岩性识别

采用激光诱导击穿光谱技术与因子分析以及BP神经网络技术相结合,对5类共9种标准样品进行岩性分类与相互区分.根据样品的主要元素含量选取Si,Al,Ca,Fe,Mg,K,Na共7种元素的波峰构成特征谱.每种元素均选取一个峰作为研究对象,根据峰的形状及大小确定每个峰的波长取值范围.利用因子分析对全谱和特征谱分别进行主成分分析,再将得到的全谱主成分和特征谱主成分以及全谱与特征谱分别输入BP神经网络进行样品的岩性分类与相互区分.在以上4种情况下,样品的岩性分类进行BP神经网络分析,4种结果中以特征谱的识别率为最高,是98.89%;样品的相互区分进行BP神经网络分析,也以特征谱的识别率为最高,是98.89%.实验结果表明,对全谱进行特征提取后得到的特征谱,可以代表全谱进行因子分析和BP神经网络分析,且能更准确与高效地完成样品分类与相互区分.     

Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的Al掺杂量在石英衬底上制备了N-Al共掺ZnO薄膜,并对其光学性能进行了研究.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌、透过率和光致发光性能.结果表明:所制备薄膜具有较高光学质量,并且Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜的光学性能有很大影响,当n(Zn)∶n(N)∶n(Al)=1∶3∶0.12时,UV光谱的吸收边蓝移最多,带隙展宽最大.PL谱测试结果显示此样品近带边紫外发光峰蓝移至384.9nm.     

一价金属Ag、Au同步辐射光激发下的室温和低温光电子能谱分析

文章的实验采用同步辐射光源的能量范围60-200eV,分别测定单晶Ag的3d、4p、4d和5s电子以及研究其能带和谱峰的性质,分析给出Ag的光电子能谱的半高峰值的宽度。分析Ag在室温和低温下光电子能谱产生差异,以及低温下Ag的光电子能谱的性质。最终比较得出Ag、Au各个价带产生的光电子能谱谱峰中单色性最好的谱峰。计算出Ag导带的宽度与实验值进行比较。     

Mg-Al二元系的机械合金化研究

用X射线衍射和DSC对成分为Mg1-xAlx(x=0．1,0．4,0．6,0．8)的纯元素混合粉末的机械合金化过程进行了研究。结果表明成分为Mgo.9Al0.1和Mg0．6Al0.4的混合粉末经球磨后都有Mg17Al12相生成;而球磨成分为Mg0.4Al0.6的混合粉末,没有得到预想的Mg2Al3相,但经热处理后得到Mg2Al3相;对于成分为Mg0.2Al0.8的混合粉末经球磨后只得到固溶体结构。