金属纳米团簇复合薄膜Au/BaTiO3与Fe/BaTiO3的PLD制备及其光吸收特征

用脉冲激光沉积技术制备了掺杂纳米金属颗粒Au或Fe的BaTiO₃复合薄膜.用透射电子显微镜和x射线光电子能谱表征了金属颗粒的形态和化学态.330—800nm范围的吸收谱研究表明，掺Au颗粒的BaTiO₃薄膜在580nm附近有一个明显的共振吸收峰，而掺Fe颗粒的BaTiO₃薄膜没有这样的吸收峰.用Mie散射理论对结果进行了分析. 关键词： 复合薄膜 金属颗粒 脉冲激光沉积 吸收谱     

Co:BaTiO3/Si(100)纳米复合薄膜制备、微结构及其紫外光电子能谱研究

采用脉冲激光气相沉积(PLD)方法,在Si(100)晶面上制备了Co:BaTiO₃纳米复合薄膜.采用X射线衍射(XRD)结合透射电镜(TEM)方法研究了两种厚度Co:BaTiO₃纳米复合薄膜的晶体结构,当薄膜厚度约为30 nm时,薄膜为单一择优取向;当薄膜厚度约为100nm时,薄膜呈多晶结构.原子力显微镜(AFM)分析表明,当膜厚为30nm时,薄膜呈现明显的方形晶粒.采用紫外光电子能谱(UPS)研究了Co的价态和Co:BaTiO₃纳米复合薄 关键词： 3')" href="#">BaTiO₃ 纳米复合薄膜 紫外光电子能谱     

基于金纳米棒@二氧化硅表面等离子体共振增强的有机太阳能电池

把包裹SiO₂的金纳米棒（Au NRs@SiO₂）掺杂到有机太阳能电池的活性层中,利用表面等离子体共振效应来增强活性层对光的吸收,从而提高有机太阳能电池的能量转换效率。研究了不同掺杂浓度和不同包裹厚度对电池性能的影响。结果表明,掺杂浓度为1.5%时,器件性能最佳,能量转换效率达到4.02%;SiO₂壳层厚度为3 nm时,转换效率达到4.38%,较标准电池提升了29.2%。     

CVD合成的掺杂BNx-石墨烯纳米复合材料:结构和发光性能

用B₄C为硼源,利用CVD系统在N₂-H₂等离子体中合成了掺杂BN_x纳米棒,接着在掺杂BN_x纳米棒表面用CH₄生长了石墨烯纳米片,制备出掺杂BN_x-石墨烯三维纳米复合材料。一系列表征结果说明合成的纳米复合材料由C和O共掺杂的BN_x纳米棒和石墨烯纳米片组成,其形成与碳氢基团的转换和掺杂BN_x纳米棒的形变在石墨烯纳米片中产生的应力有关。室温发光性能表明石墨烯纳米片对掺杂BN_x纳米棒的紫外光和绿光有明显的猝灭作用,起源于掺杂BN_x-石墨烯界面上的电荷转移和电子散射。     

BaTiO3晶体自抽运相位共轭特性研究

研究了多种Rh:BaTiO₃和Ce:BaTiO₃晶体样品的受激背向光折变散射自抽运相位共轭特性和响应时间特性.结果表明,入射光与晶体a面或b面法线的夹角较大时,自抽运相位共轭光有更高的反射率、更快响应时间.利用前向二波耦合特性和相向二波耦合特性对实验现象给予合理的解释.实验结果表明,多数Ce:BaTiO₃晶体比Rh:BaTiO₃晶体的共轭光反射率高. 关键词： 钛酸钡晶体 二波耦合 自抽运相位共轭 响应时间     

过渡族元素掺杂BaTiO3-Tb1-xDyxFe2-y层状复合材料中的磁电效应

用溶胶-凝胶法制备1.0%mol Mn,Cr,Co掺杂 BaTiO₃(BTO)粉体,在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品.X射线衍射和差示扫描量热分析表明,室温下掺杂BaTiO₃具有四方钙钛矿结构;居里点和相变潜热随Cr,Mn,Co掺杂逐渐降低.将掺杂BaTiO₃与Tb_1-xDy_xFe_2-y(TDF)胶合制成双层磁电复合材料,并研究了Cr:BTO-TDF,Mn∶BTO-TDF,Co:BTO-TDF层状复合材料中的磁电效应.实验表明,在340×80 A·m^-1偏置磁场下, Cr:BTO-TDF的横向磁电电压系数达到最大值586 mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1.在400×80 A·m^-1偏置磁场下,Mn∶BTO-TDF和Co:BTO-TDF的横向磁电电压系数的最大值分别为480 mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1和445mV·cm^-1·(80 A·m^-1)^-1.研究表明掺杂BaTiO₃-TDF层状复合材料中具有较强的磁电耦合.作为无铅压电材料,掺杂BaTiO₃制备的磁电效应器件颇具应用前景. 关键词： 磁电效应 双层复合材料 3')" href="#">掺杂BaTiO₃ 1-xDy_xFe_2-y')" href="#">Tb_1-xDy_xFe_2-y     

掺Ag纳米颗粒的BaTiO3复合薄膜的非线性光学特性

通过准分子激光(XeCl, 308 nm, 20 ns)在MgO(100)单晶衬底上制备了不同掺杂浓度的Ag:BaTiO₃纳米复合薄膜,通过X射线衍射和X射线光电子能谱对薄膜的结构和组分进行了表征.在430 nm和470 nm附近观测到了不同浓度Ag纳米颗粒引起的等离子体吸收峰,通过z扫描技术对复合薄膜的三阶非线性光学特性进行了测量,并对其光学非线性的增强机制进行了讨论. 关键词： 金属纳米复合薄膜 激光沉积 非线性光学     

表面修饰的钛酸钡的拉曼光谱

采用水热法制得表面包裹有十二烷基苯磺酸(DBS)和硬脂酸(St)的BaTiO₃纳米粒子，平均粒径均为60nm左右.拉曼光谱检测结果表明，样品的确为表面包裹有表面活性剂(DBS或St)的BaTiO₃纳米粒子集合体.与未包裹的相比，各光学声子模对应的拉曼振动模式峰均发生了蓝移.还发现不同的包裹体，所导致的蓝移值也不同.从纳米粒子的表面结构及包裹层的压力出发对此现象进行了定性解释和讨论. 关键词： 拉曼光谱 3纳米粒子')" href="#">DBS/ BaTiO₃纳米粒子 蓝移     

Ho,Yb: Tb3Ga5O12纳米粉体制备及发光性能研究

以Tb₄O₇和Ga₂O₃(化学计量比为3: 5)、Ho₂O₃、Yb₂O₃为原料,其中Yb³⁺的掺杂浓度为8at.%,Ho³⁺的掺杂浓度分别为0.5at.%、1at.%、1.5at.%、2.0at.%,以碳酸氢铵为沉淀剂,在1 200 ℃下烧结10 h得到了Ho,Yb: Tb₃Ga₅O₁₂(Ho,Yb: TGG)纳米粉体。对样品进行了XRD物相分析、热重-差热分析、红外光谱分析以及扫描电镜分析、上转换发射光谱分析。实验结果表明,温度为1 200 ℃下样品平均晶粒尺寸为38.10 nm。在泵浦源为980 nm激发下,Ho³⁺掺杂浓度为1.5at.%,Yb³⁺掺杂浓度为8at.%时,在红、绿、蓝波段范围内出现了明显的上转换发光现象,并对其形成机理进行了讨论。分析认为,Ho³⁺由激发态⁵S₂,⁵F₄向基态⁵I₈跃迁,实现了绿光输出,而Ho³⁺由激发态⁵F₅和⁵F₃向基态⁵I₈跃迁,分别实现了红光和蓝光输出。     

纳米C和SiC掺杂对MgB2带材超导性能的影响

采用X射线衍射仪，扫描电镜，超导量子干涉仪等仪器对纳米C和SiC掺杂的MgB₂带材进行了表征，并采用标准四引线法对样品的临界电流进行了测试. 实验表明，C和SiC掺杂在提高MgB₂带材高场下的临界电流密度方面具有显著效果. 在温度为4.2 K、磁场大于9 T条件下，C和SiC掺杂样品的临界电流密度与未掺杂样品相比均提高一个数量级以上. 掺杂样品高磁场下良好的临界电流性能主要归因于C对B的替代所产生的晶格畸变、位错等缺陷和局部成分变化而导致的有效晶内钉扎作用. 实验结果表明，SiC掺杂的MgB2带材之所以具有非常好的高场电流特性，和C掺杂的样品一样， C对B的替代起到十分关键的作用. 关键词： 2带材')" href="#">MgB₂带材 C掺杂 SiC掺杂 临界电流性能     

0.7BiFeO3-0.3BaTiO3陶瓷中极化翻转产生的巨电卡效应增加及Mn4+离子掺杂对其介电、铁电性能的影响

BiFeO₃ (BFO)作为反铁磁性和铁电性共存的多铁性材料,其饱和极化强度理论值大于100μC/cm²,居里温度为830℃,具有较强的电卡效应.但是由于BFO高温烧结过程中Bi₂O₃易挥发,铁离子易变价,导致BFO中缺陷较多,漏电流较大,其铁电特性难以发挥出来.虽然采用与BaTiO₃ (BTO)等氧化物铁电体形成固溶体的方法可以减小漏电流,但是漏电流和高介电损耗问题仍然存在.本文试图通过添加锰离子到BFO-BTO固溶体的方法解决这一问题.采用传统的高温固相反应法制备了0.7BiFeO₃-0.3BaTiO₃+x%MnO₂ (BFO-BTO+x%MnO₂,其中x%为质量分数)陶瓷,研究了MnO₂掺杂对BFO-BTO固溶体的微观结构、介电和铁电性能的影响.值得注意的是, BFO-BTO+x%MnO₂样品测试结果证明少量掺杂MnO₂...     

Sm和Ce复合掺杂Skutterudite化合物的制备及热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结(SPS)制备出了单相的Sm和Ce复合掺杂的Skutterudite化合物Sm_mCe_nFe_1.5Co_2.5Sb₁₂，研究了Sm和Ce复合掺杂总量对其热电性能的影响规律.结果表明：随着Sm和Ce复合掺杂总量的增加，p型Sm_mCe_nFe_1.5Co_2.5Sb₁₂化合物的Seebeck系数增加、电导率和热导率降低.当掺杂总量相近时，和Sm、Ce单原子掺杂相比，Sm和Ce复合掺杂使Skutterudite化合物的热导率低10%—40%.Sm_0.22Ce_0.20Fe_1.54Co_2.46Sb_11.89化合物的最大热电性能指数ZT_max值在775K时为0.84. 关键词： 复合掺杂 方钴矿 热电性能     

Mg掺杂提升钠离子电池正极材料高电压循环性能

钠离子电池层状氧化物正极材料具有高容量、易合成等优势,表现出巨大的应用潜力.为了开发出高容量、长循环的正极材料,本文提出对NaNi_0.4Cu_0.1Mn_0.4Ti_0.10₂ (NCMT)用Mg²⁺部分取代Ni²⁺的改性策略,设计并合成了高容量、长循环的NaNi_0.35Mg_0.05Cu_0.1Mn_0.4Ti_0.10₂ (NCMT-Mg)正极材料.该材料在2.4—4.3 V电压范围内,显示165 mAh·g^-1的高可逆比容量.在0.1 C的倍率下循环350周后,仍有111 mAh·g^-1的可逆比容量,容量保持率为67.3%,相较于未掺杂的原始样品提升了约13%.本文对其进行了系统表征并揭示了其高电压循环稳定的机理,为开发出高性能钠离子正极材料提供了重要参考.     

稀土离子在KMnF3纳米晶复合玻璃中的微观分布机理

具有单(纯)色上转换荧光发射特性的发光材料,有望在三维显示、照明、生物成像、促进植物生长以及提高太阳能电池光电转换效率等领域得到应用,受到研究人员的广泛关注.本研究通过玻璃热处理析晶的方法,在稀土离子Yb³⁺/Er³⁺共掺的氟硅酸盐玻璃中原位生长出了钙钛矿型的KMn F₃氟化物纳米晶体,并观测到了显著增强的高单色性上转换红色发光.采用具有高分辨率的透射电子显微测试分析技术和第一性原理计算相结合,研究了稀土离子在KMn F₃纳米晶复合微晶玻璃中的掺杂机制,并讨论了稀土离子微观分布和能量传递效应对其上转换发光性能的影响.实验结果表明:稀土离子将通过优先取代KMn F₃晶体中K~+格位的方式选择性富集在具有低声子能量的氟化物纳米晶体中,并由此获得显著增强的上转换发光强度.     

Pr基大块纳米晶合金及其特性研究

研究了Pr₆₀Al₁₀Ni₁₀Cu₂₀ 大块金属玻璃 的结构和磁性随Fe含量 的变化关系，结果表明Pr基合金逐步从玻璃状态，转变为非晶与纳米晶的复合状态，最后成 为纳米晶合金，Pr基合金的磁性也相应地发生变化.提出了一种通过对大块稀土基金属玻璃 进行Fe掺杂，制备出微观结构和性能具有可调控性的大块纳米晶合金的方法, 并讨论了纳米 晶结构和性能的关系. 关键词： 金属玻璃 大块纳米晶 掺杂     

核壳纳米结构壳中Yb离子对稀土上转换发光温度特性的影响

采用油酸盐法分别制备出均匀的上转换发光裸核纳米粒子及其包覆具有不同Yb³⁺浓度掺杂的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺核壳纳米结构的上转换纳米粒子。在不同温度下(90~450 K),研究分析了在壳中掺杂不同浓度Yb³⁺的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄:x%Yb³⁺核壳纳米体系的上转换发光特性。结果表明:在NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺上转换体系中,惰性壳中的525 nm(²H_11/2 →⁴I_15/2)发射峰呈现出与活性壳中不一样的趋势。壳层中掺杂的Yb³⁺通过声子对纳米粒子内部发光与表面及外界之间的相互作用起到了重要的"桥"连作用。     

花状掺杂W-VO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;/ZnO热致变色纳米复合薄膜研究

为解决掺杂引起的二氧化钒薄膜的红外调制幅度下降以及二氧化钒复合薄膜相变温度需要进一步降低等问题, 采用纳米结构、掺杂改性和复合结构等多种机理协同作用的方案, 利用共溅射氧化法, 先在石英玻璃上制备高(002)取向的ZnO薄膜, 再在ZnO层上室温共溅射沉积钒钨金属薄膜, 最后经热氧化处理获得双层钨掺杂W-VO₂/ZnO纳米复合薄膜. 利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜和变温光谱分析等对薄膜的结构、组分、形貌和光学特性进行了分析. 结果显示, W-VO₂/ZnO 纳米复合薄膜呈花状结构, 取向性提高, 在保持掺杂薄膜相变温度(约39 ℃)和热滞回线宽度(约6 ℃)较低的情况下, 其相变前后的红外透过率差量增加近2倍, 热致变色性能得到协同增强. 关键词： 2')" href="#">VO₂ ZnO W掺杂 热致变色     

TiO_2掺杂粒度对纤维素强度和热稳定性影响的分子模拟研究

变压器绝缘纸的主要成分为纤维素,为了提升绝缘纸的强度和热稳定性,利用纳米TiO_2掺杂纤维素,通过分子模拟方法研究不同纳米TiO_2粒度掺杂纤维素的强度和热稳定性.研究表明,纳米TiO_2使得纤维素强度提高,拉伸模量增大,抗形变能力增强,体积模量与剪切模量比值(K/G)增大,纤维素韧性增强;纳米TiO_2表面羟基与纤维素形成新的氢键网络使得径向分布函数峰值增大,复合体系更加稳定,其热稳定性增强.掺杂比例相同时,随着纳米TiO_2粒度减小,拉伸模量和柯西压增大,泊松比减小,纤维素的抗形变能力增强;纳米TiO_2表面羟基占有率越高,纳米TiO_2与纤维素越易形成氢键抑制纤维素链运动,纳米TiO_2也减小复合体系的自由体积,使得复合体系结构更加稳定,热稳定性更强.因此,掺杂小纳米TiO_2粒度是提升纤维素强度和热稳定性有效的方法.     

梯度掺杂对n型异质结太阳能电池性能的影响

通过仿真软件AFORS-HET对a-Si:H(p)/i-a-Si:H/c-Si(n)异质结太阳能电池的光伏特性进行分析及优化,主要对比了a-Si:H(p)层的均匀掺杂和表面掺杂浓度D₁=1×10²⁰ cm^-3>界面掺杂浓度D₂=4×10¹⁹ cm^-3的梯度掺杂情况时的光伏特性,实现了在梯度掺杂时22.32%的光电转换效率。与均匀梯度掺杂相比,发射层的梯度掺杂除了引入一个附加电场,还优化了能带结构、光谱响应、表面复合速率。结果表明,梯度掺杂可以有效地改善电池的光电转换性能。     

(Nb,N)共掺杂锐钛矿电子结构和光学性质的第一性原理研究

二氧化钛（TiO₂）作为一种性能优良的光催化剂已经受到越来越多的关注.本研究采用密度泛函理论的第一性原理和广义梯度近似+U方法,对锐钛矿结构TiO₂晶体三种可能的（Nb,N）共掺杂TiO₂的几何结构、形成能、能带结构、电子密度和光吸收系数进行了研究,并与单掺杂（Nb/N）体系进行了对比.对掺杂后体系的几何结构进行的计算表明杂质原子掺入后晶格发生了不同程度的畸变.此外,（Nb,N）共掺杂体系与纯TiO₂相比,其禁带宽度和吸收边较小.同时,与N掺杂TiO₂相比,N的2p态在共掺杂情形下变为完全占据,从而减少了电子空穴对的复合.而且共掺杂体系的形成能比N单掺杂体系低,因而更加稳定.因此,（Nb,N）共掺杂可以很好地提升锐钛矿型TiO₂在可见光波段的光催化性能.