SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的制备及光致发光性能研究

采用热蒸发法制备了非晶SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构,确定了非晶SiO2纳米线、微米颗粒及SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构生长的工艺条件,并利用XRD、SEM、Raman、PL光谱等技术手段分析表征样品.实验结果表明,在不同的沉积温度范围内,生长样品的形貌和结构不同;SiO2纳米线/纳米颗粒复合结构的发光区与Si衬底明显不同,主要集中在黄绿光范围.     

衬底温度对Ba2FeMoO6薄膜生长的影响及磁性质研究

利用自制的Ba2 FeMoO6陶瓷靶材,采用脉冲激光沉积技术,在钛酸锶SrTiO3 (100)衬底上,于衬底温度分别为700℃、800℃、900℃下制备出了厚度为100 nm的双钙钛矿型氧化物Ba2 FeMoO6薄膜.分别采用XRD、AFM和VSM表征了样品的结构、表面形貌和磁性质.结果表明,在衬底温度为900℃时沿c轴择优取向生长效果最佳、成膜质量最好,从生长过程角度解释了原因;样品M-H曲线表明在衬底温度不同时生长出的各样品均具有铁磁性,其磁性随衬底温度的升高而增加,分子饱和磁矩在700℃到800℃时变化显著,在800℃到900℃时变化不是很大.     

一步水溶液法快速合成花状纳米ZnO及其表征

以Zn(NO3)2和NaOH为原料,采用一步水溶液法,不添加任何表面活性剂,在85℃条件下反应30 min制备出形貌规则、结晶良好的三维(3-D)花状ZnO纳米晶体.用X-射线衍射仪(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等,分别对产物的结构和形貌进行了表征.通过对花状ZnO生长过程的研究,得出了其在液相中的生长机理.对样品的光致发光(PL)分析显示,ZnO在紫外光区有一个较强的发射,在可见光区有一个较宽的发射;通过在样品中掺杂少量过渡金属离子Co2可有效屏蔽可见光区的缺陷发光.     

电子束蒸发制备ZnO:Al透明导电膜及其性能研究

在本实验中我们利用电子束蒸发方法在玻璃衬底上制备了ZnO:A l透明导电膜,并对所得样品在400℃下进行了退火处理。利用扫描电子显微镜观察了样品的表面形貌,利用分光光度计分析了样品的光学性质,结果表明所得样品在可见光范围具有较好的透光性。利用四探针对其进行了电学性质的测量,表明衬底温度为200℃时制备的样品电阻率可达6×10-3Ω.cm。     

纤蛇纹石制备硅纳米线的研究

以天然矿物纤蛇纹石制备的氧化硅纳米线为氧化剂和模板,镁粉为还原剂,采用镁热还原法制备了系列硅纳米线.利用热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.结果表明:温度对反应产物硅的结构和形貌有显著影响,随着温度的上升,样品的结晶度先减小后增大;在温度650℃条件下硅“继承”了氧化硅纳米线的微观结构,而随着温度升高至700℃纳米线的结构出现坍塌,形成硅纳米颗粒.     

水热反应温度对CaTi2O4(OH)2粉体微观形貌与紫外光催化性能的影响

以钛酸正丁酯和无水氯化钙为原料,采用水热法制备了不同紫外光催化特性的CaTi2O4(OH)2粉体.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相结构和微观形貌进行了分析,并结合粉体的紫外-可见吸收分光光谱表征了材料的吸收特性及带隙宽度.研究了不同水热反应温度对CaTi2O4(OH)2物相结构、微观形貌、晶体生长特性及紫外光催化性能的影响.结果表明:水热反应温度控制在160~200 ℃时,保温36 h都能得到纯的CaTi2O4(OH)2相,粉体的形貌随着水热反应温度的提高经历了由片状和颗粒垛堆到发育成完整的片状形貌过程,当水热反应温度在200 ℃时,片与片之间出现积聚现象;在水热反应温度为180 ℃时,制备的粉体具有最高的结晶度,在紫外光5 h下对罗丹明B的催化效率最佳.     

衬底温度对电子束蒸发ZnS薄膜结构和光学特性的影响

采用电子束蒸发法在不同衬底温度下,150℃、200℃、250℃和300℃,制备了ZnS薄膜;用X射线衍射仪、原子力显微镜、膜厚仪和紫外-可见光-近红外分光光度计分别表征ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学特性;并分析了不同衬底温度对薄膜的结构和光学特性的影响.结果表明:在硅衬底上制备的ZnS都为多晶薄膜,具有闪锌矿β-ZnS结构;随衬底温度升高呈(111)晶面高度择优取向,平均晶粒尺寸有所增大,内应力、位错密度、折射率和吸收系数有所减小,禁带宽度随之增大;衬底温度为300℃时制备的薄膜表面均匀致密,呈现较优的结构和光学性能.     

PbI2多晶膜的制备及其晶体结构

采用电子束蒸发法制备PbI2多晶膜,研究了制备条件对沉积速率和晶体结构的影响.结果表明,源-衬间距和衬底温度对沉积速率的影响不具单调性,沉积速率随源-衬间距增大、衬底温度升高呈波动起伏.不同条件下制备的PbI2膜均属六方结构,但结晶质量和择优生长晶面存在差异.实验发现,随着膜层厚度增大,样品的结晶质量提高,当膜厚超出某一临界值,其结晶质量出现明显的下降.同时,随着衬底温度升高,PbI2膜的择优生长方向由80 ℃的(110)晶面转变为120 ℃的(001)晶面,且高级次(002)、(003)、(004)晶面的衍射峰逐渐增强,样品的c轴择优取向生长更加明显.综合以上,在电子枪束流25 mA、电压6.5 kV,源-衬间距30 cm、衬底温度160 ℃的条件下,采用电子束蒸发制备的PbI2多晶膜具有最佳的结晶性能.     

电解液温度对二氧化钛纳米管阵列结构及光电性能的影响

以氟化铵(NH4F)、乙二醇溶液为电解液,在不同的电解液温度(0～50℃)条件下,采用电化学阳极氧化法制备二氧化钛(TiO2)纳米管阵列.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对TiO2纳米管阵列的形貌、结构和光学性能进行表征.结果表明,电解液温度高于20℃均能制备出纳米管阵列.光照下电解液温度40℃时制备的TiO2纳米管阵列具有最高光电流密度(Iph)0.2408 mA/cm2.以活性艳红X-3B为目标降解物,在室温、紫外光照射条件下考察了电解液温度对光催化活性的影响,结果显示电解液温度40℃时制备的TiO2纳米管阵列具有最高的光催化活性.     

碳酸钙晶须的制备及含硫化合物对碳酸钙晶须影响的研究

在碱性环境下(pH＞ 12)采用衬底溶液双滴加法制备了形貌均匀且长径比大于10的文石型碳酸钙晶须.探讨了衬底液浓度、温度等因素对碳酸钙晶须生长的影响;研究了硫化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠对碳酸钙晶须生长过程的影响;通过扫描电子显微镜和X射线衍射对样品的形貌和物相进行了表征.结果表明:衬底液Ca2+浓度为0.4 mol/L、温度为80 ℃时最有利于文石型碳酸钙晶须的生长;随着含硫化合物的增加,文石型碳酸钙晶须的长径比与质量分数均逐渐减小,且方解石型碳酸钙含量逐渐增加.     

横向双锥快速生长35%DKDP晶体的研究

在ICF工程中II类三倍频晶体使用的是含氘量70%DKDP晶体,而70%DKDP晶体生长难度大,成本高,因此选用氘含量低,性能达到工程要求的DKDP晶体作为II类三倍频晶体是很有必要的.采用横向双锥快速生长技术生长氘含量约35%DKDP晶体,按照II类方向进行切割,测试三倍频激光损伤阈值和横向受激拉曼散射效应(TSRS),并与70%DKDP晶体进行对比.实验结果表明,所生长含氘量35%DKDP晶体比70%DKDP晶体损伤阈值约高1.8倍,而在881.7 cm^-1,35%DKDP晶体的拉曼散射峰值强度比70%DKDP晶体高出约23%,70%DKDP晶体的TSRS比35%小.     

KMgF3晶体的生长研究

本文采用Bridgman方法生长了KMgF3单晶.晶体生长参数:在1130℃、1.5×105Pa Ar气氛条件下,以4.5mm/h的速度下降,下降结束后,以1.5℃/min的降温速度降温到室温,获得了直径10mm,长40mm 的单晶,测定了所获单晶的X射线粉末衍射图谱,讨论了真空条件与惰性气氛条件以及氧含量的控制对晶体生长的影响.     

高温溶液法生长SiC单晶的研究进展

碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,不仅禁带宽度较大,还兼具热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射性能强、热稳定性和化学稳定性好等优良特性,在高温、高频、高功率电力电子器件和射频器件中有很好的应用潜力。高质量、大尺寸、低成本SiC单晶衬底的制备是实现SiC器件大规模应用的前提。受技术与工艺水平限制,目前SiC单晶衬底供应仍面临缺陷密度高、成品率低和成本高等问题。高温溶液生长(high temperature solution growth, HTSG)法生长SiC单晶具有晶体结晶质量高、易扩径、易实现p型掺杂等独特的优势,有望成为大规模量产SiC单晶的主要方法之一,目前该方法的主流技术模式是顶部籽晶溶液生长(top seeded solution growth, TSSG)法。本文首先回顾总结了TSSG法生长SiC单晶的发展历程,接着介绍和分析了该方法的基本原理和生长过程,然后从晶体生长热力学和动力学两方面总结了该方法的研究进展,并归纳了该方法的优势,最后分析了TSSG法生长SiC单晶技术在未来的研究重点和发展方向。     

BaBPO5晶体的生长研究

本文采用顶部籽晶高温溶液法,以BPO4-NaF为助熔剂,生长了BaBPO5单晶.生长参数:液面以下温度梯度为1.5℃/cm,液面上温度梯度为10℃/cm,晶体旋转速度30r/min,降温速率0.5-1℃/d,可获得尺寸为30mm×20mm×15mm的BaBPO5单晶.测定了所获单晶及其挥发物的X射线粉末衍射图谱,讨论了助熔剂对BaBPO5晶体生长的影响和该晶体的物化性能.     

纯镁单晶制备研究

利用自制的硅碳棒加热单晶生长炉,采用改进的坩埚下降法,在最高温度900℃,坩埚相对下降速度约为1.7cm/h条件下,生长出直径约为φ50mm的纯镁单晶.通过X射线衍射、金相观察和测量电导率等手段研究分析了所生长镁单晶的晶体质量.     

组分挥发对CBO晶体生长影响研究

非线性光学晶体CsB3O5(简称CBO)在生长过程中,原料组分的挥发影响了单晶的生长.本文利用XRD,DTA等手段对挥发物的成分进行表征,结果表明挥发物的主要成分是Cs2O,并探讨了原料组分的挥发对结晶状况的影响,以期探索和优化晶体生长工艺.     

介质环境对TGFB晶体生长的影响

本文精确测定了pH值在1.4～3.0,温度在300.15～319.15K范围内氟铍酸三甘肽(简称TGFB)的溶解度,拟合出溶解度与pH值的经验方程.用静态体视显微法测定了溶液的pH值,溶液中杂质离子(FeF-36,SiF2-6)浓度及表面活性剂(十二烷基磺酸钠,十六烷基三甲基溴化铵)浓度与TGFB(110)晶面生长速率的关系曲线,并进一步讨论了它们的影响机理.     

蓝宝石晶体的生长方向研究

本实验采用提拉法,在中频感应加热单晶炉内,进行了不同生长方向蓝宝石晶体的生长工作,分别取[11-20]和[0001]生长的晶体c面(0001)的晶片.通过应力仪、显微观测和X射线衍射等方式对晶片的位错密度等微观缺陷以及晶体结构进行了检测.实验表明:不同的生长方向生长得到的蓝宝石晶体的质量存在一定的差别,一般情况下,[11-20]方向生长的蓝宝石晶体质量优于[0001]方向生长的晶体.     

祖母绿晶体水热生长习性研究

本文研究了在水热条件下祖母绿晶体的生长习性,指出了祖母绿晶面的发育顺序,并用负离子配位多面体生长基元理论进行了解释,根据对晶体的不同用途结合晶体生长习性采用不同的籽晶切型,生长出了符合特殊形态要求的祖母绿晶体.     

固态材料形成过程中的晶体生长机理探讨

同样由熔体凝固、溶液沉淀或者气相沉积出来,为什么有的材料呈晶相,有的呈非晶相? 晶体生长是由自组装形成的还是由外界条件决定的?是哪项因素决定了晶体生长时原子的有序排列?本文根据实际现象,用晶体生长的热力学理论分析了逆向离子解离对晶体成核及生长的作用机理,并对固态材料的形成与晶体成核生长之间的关系也作了进一步的阐述和分析,由此得出结论认为,由化学键结合的材料在晶体生长时必须伴随着逆向离子解离平衡,正是固态材料形成过程中的逆向离子解离过程,如同时伴随着电离的溶解、熔化及升华过程,决定了晶体生长时原子的有序排列.