Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3五层超晶胞的顺电相和铁电相的电子结构.由态密度、电子密度和能带结构的计算结果发现顺电相下钛氧八面体Ti-O6和锆氧八面体Zr-O6在铁电相中分裂为由1个O1离子和4个O2离子组成的金字塔结构Ti-O5和Zr-O5;与顺电相相比,铁电相中钛离子的3d电子和氧离子的2p电子存在更强的轨道杂化,这种杂化降低了离子间的短程排斥力,使得具有铁电性的四方结构更为稳定,而且钛离子与氧离子的相互作用对于铁电相Pb(Zr0.4Ti0.6)O3沿c轴自发极化的贡献大于锆离子与氧离子的相互作用;由电子密度的分布可推断立方结构的Pb-O键呈现离子键特征,而铁电相下Pb-O键则有较大的共价成分,铅离子与氧离子的这种轨道杂化对Pb(Zr0.4Ti0.6)O3的铁电性起重要作用.所得结果对深入理解Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电性的微观机理具有参考价值.     

Sr_(0.4)Ca_(0.6)RuO_3样品的制备及性能研究

利用化学共沉淀法制备了Sr0.4Ca0.6RuO3样品.X射线衍射确定样品相结构为正交畸变钙钛矿结构.用振动样品磁强计(VSM)和Quantum Design PPMS 9系统测量了样品的磁性能.使用Quantum Design PPMS 9系统和牛津公司制造的多用途测量系统(Maglab Exa Measurement System)测量了样品的输运性质.     

Nd含量对Bi_(6-x)Nd_xFe_(1.4)Ni_(0.6)Ti_3O_(18)多晶材料多铁性的影响

采用柠檬酸-硝酸盐法制备了Bi_(6-x)Nd_xFe_(1.4)Ni_(0.6)Ti_3O_(18)(BNFNT-x,x=0.00,0.10,0.20,0.25和0.30)前驱液,再经过干燥、烧结过程制备了单相多晶材料.研究发现,少量Nd掺杂有助于提高样品的铁电性能,BNFNT-0.25样品的铁电性能(2Pr)最大,约达到19.7μC/cm~2.室温下BNFNT-0.20样品磁性能(2Ms)最大约达到4.132 emu/g(1 emu/g=10–3 A·m~2/g).变温介电损耗结果表明Nd掺杂降低了Fe~(3+)和Fe~(2+)间的电子转移或跃迁的激活能.X射线光电子能谱结果表明小量Nd掺杂有助于增强Bi离子稳定性,对改善样品的铁电性能有积极意义.     

铈镁交替掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜高调谐性能

根据Ce掺杂、Mg掺杂以及Y和Mn交替掺杂可分别使Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜的介电调谐率、介电损耗和综合介电性能提高、降低和提高的特点,采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了6层Ce和Mg交替掺杂BST薄膜,并研究其结构及介电性能.Ⅹ射线衍射表明,该薄膜为立方钙钛矿结构、主要沿(110)晶面生长、晶化明显增强.扫描电子显微镜表明,薄膜表面形貌极大改善,首层薄膜与基体良好匹配,Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜表面更均匀致密、晶粒更细小、晶化略微减弱.Ⅹ射线光电子能谱表明,薄膜表面非钙钛矿结构显著减少.薄膜显示高调谐率和高优质因子.Mg掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在高频范围的综合介电性能更稳定.Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在低频范围的介电强度更高,综合性能更突出,在100 kHz下,10,20和40 V偏压对应的调谐率分别为47.4%,63.6%和71.8%,对应的优质因子分别为27.1,77.5和86.5,可满足微波调谐应用.同时,就有关机理进行了分析.     

Bi_4Ge_3O_(12)晶体的磁光法拉第旋转

在可见光范围测量了Bi_4Ge_3O_(12)晶体磁光法拉第旋转的色散关系,也测量了从室温到液氮温度磁光旋转在633nm的变化。大的磁光旋转和很宽光波范围的高透过率表明晶体在磁光应用上也是很有价值的。扼要讨论了Bi离子在抗磁晶体中对磁光旋转的重要作用。     

ZnS_(0.6)Se_(0.4)晶体中的绿色场致发光

在组分为ZnS0.6Se0.4的硫化锌和硒化锌固溶晶体上,制成了电极面积为1mm2的绿色发光二极管。在11V偏压下亮度达到200呎-朗伯,相应的能量效率为0.06％。室温下的发射峰值为5450A(2.27ev)的宽阔谱带。用ZnS晶体进行了初步试验,在1 mm 2面积上得到在20V偏压下,功率消耗为600mW,亮度为90呎-朗伯的蓝色发光(4800A,2.58ev)。     

FeSe_(0.4)Te_(0.6)超导薄膜的输运性质实验研究

通过脉冲激光沉积技术制备了超导转变温度约为12 K的FeSe0.4Te0.6超导薄膜,测量了该薄膜晶体结构和在磁场(0-12 T)下的电输运性质。分别用传统的Arrhenius Plots和一种更精确的关系对薄膜的TAFF区的热激活能进行了分析,得到激活能对磁场和温度的指数关系;对两种方法分析结果分析比较,发现第二种方法的分析结果更符合FeSe0.4Te0.6超导薄膜的测量结果。估算了FeSe0.4Te0.6超导薄膜的玻璃态转变温度、上临界场Hc2(0)和相干长度。     

Bi_4Ce_3O_(12)单晶的电子结构和光致发光过程

Ⅰ—实验数据 锗酸铋的吸收谱是由两个宽带所组成。一个比较强的位于2000(?)-3000(?)的紫外区。另一个比较弱,位于可见区。在主峰2800(?)     

Bi_2O_3-B_2O_3-Ga_2O_3玻璃的三阶非线性研究

采用传统熔融淬冷法制备了4组高Bi2O3含量的Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃样品。测试了样品的密度、折射率和透过光谱,并分析了它们和Ga2O3含量之间的关系,拟合了样品的线性折射率随波长的变化曲线。根据Z扫描实验原理,利用钛宝石飞秒激光器测量了800 nm波长下各个样品的三阶非线性折射率n2以及非线性吸收系数β。结果表明:随着Ga2O3含量的增加,样品的线性折射率n0和三阶非线性折射率n2也随之增加,线性折射率最大样品对应的n2和β分别为3.331×10-18m2/W和0.695 cm/GW,表明该系列玻璃样品是一种优良的三阶非线性光学基质材料。     

高温超导体Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y中的表面超导相

在 Bi_(1.6)Pb_(0.4)Ca_2Sr_2Cu_3O_y 样品中存在着110K 和85K 两个超导相,样品的零电阻温度为105K.磁化率、比热以及不同温度下的 M-H 曲线测量结果均表明85K 相为表面超导相,在样品中占有较小的体积分数.文中还报道了样品的H_(c1)(0).     

零电阻温度96.3K的Y_(0.4)Ba_(0.6)CuO_(3-δ)超导体及其不稳定性

已获得零电阻温度为96.3K,中点转变温度为97.6K的Y_(0.4)Ba_(0.6)CuO_(3-δ)超导体,并发现这个超导体经过数次冷热循环和表面结霜以后,超导电性逐渐退化的现象。     

Bi_(3.15)Nd_(0.15)Ti_3O_(12)纳米棒的拉曼和紫外吸收光谱研究

以Bi(NO3)3.5H2O,Nd(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,加入聚乙烯醇(PVA-124),采用水热法在200℃经48 h合成了铋层状钙钛矿结构掺钕钛酸铋(Bi3.15Nd0.85Ti3O12,BNdT)纳米棒,纳米棒直径约10~200 nm,长度达十几微米。利用Raman散射研究了掺钕对钛酸铋晶格结构的影响。掺钕钛酸铋和钛酸铋的Raman光谱表明,Nd取代了类钙钛矿层中A位的Bi,掺Nd改善了BTO的对称性和减小了TiO6八面体的畸变。利用UV-vis光谱研究了BNdT纳米棒的光吸收特性,BNdT纳米棒存在A(400 nm),B(275 nm),C(210 nm),D(196 nm)四个吸收带,分别对应于电子从Bi3+的基态1S0到激发态3P1,3P2,1P1的跃迁和电子从阴离子团TiO6八面体到带正电的Bi3+离子的跃迁。BNdT的带隙为4.3 eV,大的带隙归因于纳米结构的量子尺寸效应。     

超导复合氧化物BaPb_(1-x)Bi_xO_3的合成研究

为提高超导复合氧化物BaPb_(1-x)Bi_xO_3的品质,提出并采用了新的碳酸盐或硝酸盐化学混合体系的合成工艺,获得了单相的多晶样品。分析了烧结温度、时间和气氛因素的影响及其反应机制,并与用传统陶瓷工艺法合成的样品进行了比较。     

组合优化设计制备Y~(3+)/Dy~(3+)共掺Bi_2ZnB_2O_7新型荧光粉的发光性质

为获得Bi2ZnB2O7:Y3+/Dy3+新型荧光粉材料的最强黄光发光强度,运用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合法对Y3+/Dy3+最佳离子掺杂浓度进行优化研究,得到Y3+和Dy3+离子的最佳掺杂浓度分别为4.498mol%和6.001mol%.采用高温固相法合成最优样品,对样品结构进行表征,测定其激发光谱和发射光谱对Dy3+离子在Bi2ZnB2O7基质中的发光性质,研究发现:样品在452nm激发下,发射光谱主要由(460~500nm)蓝光发射、(550~610nm)黄光发射、(650~700nm)红光发射组成,分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H13/2及4F9/2→6H11/2跃迁;Bi2ZnB2O7基质为Dy3+提供了非中心对称的晶格格位;最优样品中Dy3+的荧光寿命为0.427ms,与相同浓度Dy3+单掺杂样品相比较可知引入Y3+在一定程度上提高了发光强度.     

Bi_2Pb_2V_2O_(10)的晶体结构

使用X射线单晶衍射法测定了Bi_2Pb_2V_2O_(10)的结构。该晶体属三斜晶系,空间群为C_1~1-P1,单位晶胞内化学式数Z=1,晶胞参数为:a=7.084(4)A,b=7.278(3)A,c=5.587(3)A,α=111.91(5)°,β=95.01(6)°,γ=108.86(4)°,V=245.70A~3,D_x=7.35g/cm~3,μ(MoK_α)=678,94cm~(-1),F(000)=456。用Patterson函数分析及Fo rier技术测定了结构,对原子坐标、各向同性及各向异性热参数进行了最小二乘方修正,R=0.079。结构分析表明,Bi_2Pb_2V_2O_(10)的Pb原子与O原子形成八角十二面体,Bi原子与O原子形成六角多面体。两个共棱的Pb—O多面体与两个共棱的Bi—O多面体相连,并沿bc平面无限延伸。讨论了吸收的影响。最后,将Bi_2Pb_2VO_(10)的结构与Pb_2SO_5的结构进行了比较。     

La_(0.4)Ca_(0.6)MnO_3中Mn-位Fe和Cr掺杂对磁性质的影响

研究了Fe和Cr掺杂对La0.4Ca0.6Mn O3中电荷有序反铁磁基态的调控作用.磁性质的测量结果表明,两种离子掺杂均能有效抑制原型样品中的长程电荷有序相,但是Fe离子掺杂样品均具有反铁磁的基态,而Cr掺杂样品中则出现了显著的铁磁性.结合电输运测量结果显示,Cr掺杂引起的铁磁态同时具有金属性,表明其中是电子双交换作用占主导.对比两种掺杂离子的电子结构发现,Cr离子空的e g电子轨道促进了电子双交换作用,而Fe掺杂则只是引入了不同的自旋交换作用,导致自旋无序.     

新块材超导体Pr_(1-x)Ca_xBa_2Cu_3O_(7-δ)(0.4≤x≤0.6)的高压合成与超导电性

采用高温高压合成方法，合成出了Ｐｒ１－ｘＣａｘＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（０４≤ｘ≤０６）系列块材超导体，在缺氧的Ｐｒ０．５Ｃａ０．５Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ四方１２３结构样品中得到了Ｔｃ为９８Ｋ．实验结果表明Ｐｒ在１２３结构中的价态为大于３＋的混合价态，因而空穴填充和杂化导致的载流子局域化是Ｐｒ抑制１２３相超导电性的关键因素．     

热锻铁电陶瓷Bi_4Ti_3O_(12)的反极图测定

热锻是在高温下使陶瓷产生塑性形变,成为具有择尤取向陶瓷的重要手段[1].众所周知,极图是某一晶轴在试样的坐标系中几率分布的极射赤面投影图,反极图则是试样的特定参考方向在晶体坐标系中几率分布的极射赤面投影图.鉴于反极图制作比正极图简便,可作定量处理,并可将织构与物理量的变化密切联系起来,因而本文用X射线衍射仪测定了热锻铁电陶瓷Bi_4Ti_3O_(12)的反极图. 钛酸■Bi_4Ti_3O_(12)(简称BIT)是一种■层状结构化合物,它由(Ti_3O_(12))～(2+)顺电性■层和(Bi。Ti。Ol。)‘’铁电性(赝)类钙钛矿层相间排列而成.每个单胞有38个原子…     

Pr含量对Bi_5Fe_(0.5)Co_(0.5)Ti_3O_(15)室温多铁性的影响

采用改良的固相烧结工艺制备了Bi5-xPrxFe0.5Co0.5Ti3O15(BPFCT-x,x=0.25,0.50,0.75,0.80)陶瓷样品.X射线衍射结构分析表明:镨(Pr)含量对样品微观结构产生了影响,但所有样品均为层状钙钛矿结构;BPFCT-x样品的剩余极化强度(2Pr)随着掺杂量的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,当Pr含量为0.75时,样品的2Pr达到最大值,为6.43μC/cm2.样品的磁性与铁电性能具有相同的变化规律,室温下样品的剩余磁化强度(2Mr)也呈现出先增大后减小的趋势,并且也在x=0.75时达到最大为0.097 emu/g.随着Pr掺杂量增大,样品的室温下铁电和铁磁性能得到明显改善,并且当掺杂量为0.75时,样品室温多铁性最好.Pr掺杂降低了样品中的缺陷浓度,从而提高了样品铁电畴动性,这有助于提高样品铁电性能.而样品铁磁性能的改善可能与Pr对样品晶格畸变产生的影响有关.     

GaAs_(0.6)P_(0.4):Te深中心的电声耦合与晶格弛豫

用DLTS技术结合光电容定态谱、瞬态谱、OITS谱研究了GaAs_(0.6)P_(0.4):Te深中心的光电性质和电声耦合作用,在GaAs_(0.6)P_(0.4):Te中检测到两种深中心(A和B中心),表观热激活能分别为0.20和0.40eV,光离化阀值分别为0.60和1.31eV。详细研究了B中心的特性,测量了光离化截面谱的温度关系,发现有明显的声于展宽现象和晶格弛豫效应,并在低温(90K)观察到B中心的持续光电导效应。描绘出位形坐标图,说明了实验结果,较好地描述了B中心的特性,确认B中心属于DX中心。