溶胶凝胶法制备Ti1-xFexO2纳米颗粒及磁性能研究

采用溶胶凝胶法制备了稀磁半导体Ti1-xFexO2(x=0～0.050)的纳米颗粒,在氩气氛围中以500℃对样品进行退火处理,并通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.使用振动样品磁场计(VSM)测试了样品的磁性能.研究发现:经500℃氩...     

退火温度对Ti0.95Fe0.05O2纳米颗粒结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了磁性Fe掺杂TiO2基稀磁半导体的纳米颗粒,在空气氛围中以不同温度对样品进行退火处理.通过差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)分析了纳米颗粒的结构和相变温度.研究发现:退火温度450℃和500℃时样品为锐钛矿结构,在600℃时既有锐钛矿相,又有金...     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。     

银纳米粒子修饰三维碳纳米管阵列SERS实验

为了使表面增强拉曼散射(SERS)基底的三维聚焦体积内包含更多的“热点”,能吸附更多探针分子和金属纳米颗粒,以便获得更强的拉曼光谱信号,提出了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构作为SERS基底,并对其进行了实验研究。利用化学气相沉积(CVD)方法制备了垂直排列的碳纳米管阵列;采用磁控溅射镀膜方法先在碳纳米管阵列上形成一层银膜,再通过设置不同的高温退火温度,使不同粒径的银纳米粒子沉积在垂直有序排列碳纳米管阵列的表面和外壁。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁都均匀地负载了大量银纳米粒子,并且银纳米颗粒的粒径、形貌及颗粒间的间距随退火温度的不同而不同。采用罗丹明6G(R6G)分子作为探针分子,拉曼实验结果表明：R6G浓度越高,拉曼强度越强,但是R6G浓度的增加与拉曼强度增强并不呈线性变化;退火温度为450 ℃,银纳米颗粒平均粒径在100～120 nm左右,退火温度为400 ℃,银纳米颗粒平均粒径在70 nm左右,退火温度为450 ℃的拉曼信号强度优于退火温度400和350 ℃。     

Co掺杂量对Ti1-xCoxO2纳米颗粒结构及磁性的影响

以钛酸丁酯、六水硝酸钴等为原料,采用溶胶凝胶法合成Ti1-xCoxO2干凝胶前驱体,将前驱体在500℃空气氛围下进行退火处理,得到一系列Ti1-xCoxO2纳米颗粒样品.采用差热/热重综合热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和振动样品磁场计(VSM)对样品的结构和磁性进行研究.结果表...     

用硅离子注入方法制备的纳米硅的拉曼散射研究

在直角散射配置下测量了纳米硅样品的拉曼散射谱及其退火温度的关系。结果表明,在８００℃以下退火的样品只观察到单晶硅衬底的光学声子模,在９００℃以上退火,才观察到纳米硅的特征拉曼散射峰。在１２００℃下退火后,纳米硅的特征拉曼散射峰消失,观察到类似于非晶硅的光学声子特征峰,可能表示纳米硅不能承受这样的高温热退火。这些结果进一步证实了光致发光谱的结果。     

炸药爆轰法制备的纳米石墨粉的拉曼光谱

负氧平衡炸药爆轰法合成的纳米石墨粉,是一种新型的具有良好实用前景的纳米粉体材料。采用负氧平衡炸药梯恩梯(TNT),在分别充有氮气、氩气、二氧化碳等保护性气体、压力为0.25～2 atm的密闭容器内爆轰制备了纳米石墨粉。用激光拉曼光谱对制备的样品进行了测试,结果表明样品为石墨结构。纳米石墨粉的Raman峰与块体石墨相比,其峰位向高波数方向偏移了约5 cm-1。纳米石墨粉Raman峰的半高宽约为22 cm-1,由此可计算出纳米石墨粉的颗粒大小为2.97～3.97 nm。与高纯石墨Raman峰相比,纳米石墨粉的Raman峰由于尺寸效应出现了蓝移现象, 并对此现象进行了讨论。用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测定了纳米石墨粉的物相,并对其颗粒粒径进行了估算,其结果为2.58 nm(酸处理前)和1.86 nm(酸处理后),与Raman光谱的结果基本吻合。     

Kr离子注入SiC的拉曼光谱研究

应用拉曼光谱研究了5 MeV Kr离子（注量分别为5×1013,2×1014,1×1015 ions/cm2）室温注入6H SiC单晶及其高温退火处理后结构的变化。 研究表明, 注入样品的拉曼光谱中不仅出现了Si—C振动的散射峰, 还产生了同核Si—Si键和C—C键散射峰。 Si—C散射峰强度随退火温度升高而增强, 当退火温度高达1000 ℃时, 已接近未辐照SiC的散射峰强度。晶体Si—Si键散射峰强度随退火温度变化不大, 而非晶Si—Si键散射峰强度随退火温度的增加逐渐消失。相对拉曼强度（Relative Raman Intensity, 简称RRI）随注量的增加逐渐减小并趋于饱和, 且不同退火温度样品的饱和注量不相同; RRI随退火温度的增加逐渐升高, 这在低注量样品中表现得尤为明显。 低、中、高3种注量样品的RRI随退火温度的增加从重合逐渐分离, 并且退火温度越高, 分离越大。 Raman spectroscopy was used to study the structure changes of 6H SiC single crystal implanted with 5 MeV Kr (Krypton) at room temperature and subsequently annealed at high temperature. The Raman spectrum of the implanted SiC displays not only Si—C bonds vibration peaks, but also homonuclear Si—Si and C—C bond vibration peaks. Si—C bond vibration peaks gradually strengthen with increasing temperature. When annealing at 1000 ℃, the peak intensity of Raman spectrum is close to that of virgin specimen. It is found that crystal Si—Si bond vibration peaks do not change when annealing, but amorphous Si—Si bond vibration peaks disappear with increasing annealing temperature. The Relative Raman Intensity (RRI) values decrease with increasing fluence and tend to saturate, but the saturation fluences is different for various anneal temperature. The RRI values increases with raising annealing temperature, which is more obvious in low implanted specimens. At the same time, the RRI values separate gradually with increasing temperature and this phenomenon is strengthened by annealing temperature.     

银纳米粒子/碳纳米管阵列SERS基底增强因子分析和实验

为了直观、准确地定量分析表面拉曼增强散射基底结构的拉曼增强,利用磁控溅射和高温退火的方法制备了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构样品;实验采用罗丹明6G(R6G)溶剂作为探针分子,结合共聚焦显微拉曼系统,开展了表面增强拉曼增强因子(EF)分析计算的相关实验。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁均匀地负载了大量银纳米粒子。对退火温度为450 ℃,退火时间为30 min的样品进行了EF计算,得到其增强因子约为2.2×103,并分析了EF值低的原因主要是：在碳纳米管上溅射的银膜膜厚不均匀,导致退火后银颗粒分布不均,使得样品粗糙度值偏大,EF值较低;实验中所用的激励光源并非银纳米颗粒的优化光源。     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)熔融织构样品的磁响应研究

对YBa-2Cu-3O7-δ熔融织构样品在不同温度、不同磁场-不同外场扫描速率下进行了磁滞回线测量，获得了电流密度J(T，B)，lnE-lnJ曲线以及热激活能U\-0(T,B)随温度、磁场的变化关系，从而分析了该样品磁响应特性, 特别是第二峰（简称峰）受外场扫描速率的影响，探讨了峰形成的真正原因，以及影响峰位置、大小的各种因素.     

不同La掺杂浓度的BiFeO_3的结构性质的显微拉曼光谱研究

使用显微拉曼散射技术研究不同的La掺杂浓度对BiFeO3(Bi1-xLaxFeO3,x=0,0.1,0.2,0.3,0.6,0.8和1.0)的结构性质的影响。拉曼光谱的变化证明了在Bi1-xLaxFeO3中,随着La含量的增加,其结构从三方相变成正交相。引人注目的是,位于610 cm-1附近的拉曼峰和它的二阶峰依然存在,并且随着La掺杂量的增加发生明显的增强。这一现象与BiFeO3在三方相结构存在的螺旋自旋结构被破坏有关。我们的实验证实了在Bi1-xLaxFeO3材料中存在着强烈的自旋-声子相互作用,这对于理解Bi1-xLaxFeO3材料的结构与物性之间的关系提供有用的信息。     

铁磁电材料BiFeO_3低温拉曼谱的研究

BiFeO3是少数的在室温时具有磁电耦合效应的铁磁电材料之一,在信息存储、传感器和自旋电子器件等方面都有潜在的应用前景。在4-1100K,通过拉曼散射研究了BiFeO3单晶的性质,讨论了与结构相变相联系的磁有序。     

Effect of magnetic annealing on phonon behaviors of nanocrystalline BiFeO3

Influence of magnetic annealing at 823 K up to 10 T (T) on the phonon behaviors of nanocrystalline BiFeO₃ was investigated by Raman spectroscopy. The frequencies of fundamental Raman modes increase obviously with increasing annealing magnetic field, and the intensity of the 1260 cm⁻¹ two-phonon mode decreases. The pronounced anomalies of Raman phonon modes under magnetic annealing are attributed to the change of the spin-phonon coupling due to the modulation of spiral spin order. Furthermore, the temperature dependence of Raman peak positions, for the two prominent modes (147 and 176 cm⁻¹), show no notable anomaly around T_N except the sample annealed under 10 T magnetic field; meanwhile, in this sample, another obvious phonon anomaly occurs at ∼150 K (another magnetic phase transition point), which indicate that stronger magnetic annealing with 10 T intensely enhances the spin-phonon coupling, and possibly increases magnetoelectric coupling of nanocrystalline BiFeO₃ due to severely modulation of spiral spin order.     

Gd掺杂的多铁性陶瓷BiFeO3结构与磁性能研究

通过固相反应法制备了Bi1-xGdxFeO3多铁性陶瓷,XRD图谱表明,随着掺杂量的增大其由三角钙钛矿结构转变为正交钙钛矿结构,Raman图谱研究亦表明Gd掺杂可能引起了其结构的转变;且随着Gd掺杂量的增大,样品的矫顽力、剩磁与饱和磁化强度都大大提高,说明Bi1-xGdxFeO3陶瓷的铁磁性在不断增强,这可能是由于Gd...     

高温原位拉曼光谱研究BiFeO3陶瓷反应烧结相变过程

多铁性材料BiFeO3(BFO)由于具有潜在的磁电耦合效应而备受关注,但纯相陶瓷的制备始终是一个难点,部分原因在于对其反应烧结相变规律的认识尚不充分。高温原位拉曼光谱技术(HT-Raman)是表征复杂的固体相变及反应的有力手段。首次利用HT-Raman,研究了不同配比(1∶1, 1.03∶1和1.05∶1)的Bi2O3-Fe2O3在不同升降温速率(10和100℃·min-1)下的反应烧结相变过程,以及降温时反应产物的收缩效应。结果表明:Bi2O3-Fe2O3反应烧结生成BiFeO3的过程中,会产生中间过渡相Bi2Fe4O9和Bi25FeO39∶Bi2O3-Fe2O3配比为1.03∶1、升降温速率较快时,产物中杂相含量最少,可见Bi过量及较快的升降温速率能有效抑制杂相的生成。降温过程中,发现BFO的A1-1峰位随着温度降低发生蓝移,且二者呈良好的线性关系,这说明降温过程中BFO仅因温度变化产生晶格收缩,并没有结构相变。此外,还利用二维X射线衍射(2D-XRD)及背散射电子衍射(EBSD),表征了烧结产物的相组成及形貌。XRD结果也显示Bi过量时杂相含量较少,与拉曼结果一致。结合2D-XRD和EBSD的结果可知, Bi过量时烧结产物晶粒尺寸较大且均一,可见快速升降温有利于晶粒的成核与生长。研究结果可帮助进一步认清反应烧结规律,并指导纯相BiFeO3基陶瓷的制备。     

High frequency behaviours and Mssbauer study of field annealed FeCuNbSiB alloy ribbons

This paper investigates the high frequency behaviours and magnetic anisotropy of rapidly solidified FINEMET (Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1) alloy ribbons annealed in an applied magnetic field. It finds that the ribbons annealed with the applied magnetic field show much higher resonance frequencies and have even higher permeability at higher frequencies than the samples annealed without the magnetic field and the non-annealed ribbons. Mssbauer spectroscopy had been employed to study the spatial distribution of the magnetic moments of five selected FINEMET alloy ribbons in different heat-treated conditions. The results show that an easy plane has been established after annealling in the magnetic field, while for the other ribbons this effect is not significant. Hence, the relationship between magnetic field annealing and high frequency property has been bridged by the bianisotropic theory.     

Field-Induced Spin-Modulated Transitions in Epitaxial (001) BiFeO3 Films

Physics of the Solid State - Alterations in the ground state of thin (001) films of a BiFeO3 (BFO)-type multiferroic in a magnetic field are studied theoretically, with changes in the energy of...     

InGaN/GaN多量子阱热退火的拉曼光谱和荧光光谱

通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaN／GaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaN／GaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半高宽也有微小变化。温度升高退火效果更明显。退火使量子阱内应力部分消除,同时In,Ga原子扩散出现相分离使拉曼谱表现出变化。在常温和低温下的光荧光谱表明,退火处理的量子阱发光主峰都出现了红移;而且低温退火出现红移,退火温度升高相对低温退火出现蓝移;同时在低温荧光光谱里看到经过退火处理后原发光峰中主峰旁边弱的峰消失了。讨论了退火对多量子阱光学性质的影响。     

Mechanisms of exchange bias with multiferroic BiFeO3 epitaxial thin films

We have combined neutron scattering and piezoresponse force microscopy to show that the exchange field in CoFeB/BiFeO_{3} heterostructures scales with the inverse of the ferroelectric and antiferromagnetic domain size of the BiFeO3 films, as expected from Malozemoff's model of exchange bias extended to multiferroics. Accordingly, polarized neutron reflectometry reveals the presence of uncompensated spins in the BiFeO3 film at the interface with CoFeB. In view of these results, we discuss possible strategies to switch the magnetization of a ferromagnet by an electric field using BiFeO3.