国产SiC衬底上利用AIN缓冲层生长高质量GaN外延薄膜

采用高温AlN作为缓冲层在国产SiC衬底上利用金属有机物化学气相外延技术生长GaN外延薄膜.通过优化AlN缓冲层的生长参数得到了高质量的GaN外延薄膜,其对称(0002)面和非对称(1012)面X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别达到130 arcsec和252 arcsec,这是目前报道的在国产SiC衬底上生长GaN最好的...     

新阳炼焦煤结构的FTIR和XPS谱学表征

认知煤中主要元素的结构与赋存是获取煤结构参数的基础,对构建煤结构模型,研究煤的反应特性,合理利用煤炭资源具有重要意义。目前煤结构研究多是针对中低变质程度煤的,对炼焦煤结构研究较少,炼焦煤的结构模型尚未见报道。应用FTIR对新阳炼焦煤中羟基基团、脂肪结构、芳香结构、含氧官能团及杂原子结构进行谱学表征,通过XPS解析煤中氮和硫的赋存形式,掌握炼焦煤中主要元素的禀赋特征。结果表明： 新阳煤中与芳香环上的π电子形成的羟基π氢键是羟基的主要存在形式,多聚体是煤结构中缔合结构的具体表现;次甲基、甲基、亚甲基的含量依次增加,亚甲基和次甲基含量占煤中脂肪烃总量的82.05%,煤中烷基侧链较多;苯环二取代、苯环三取代是煤中芳香烃的主要结构,占芳香烃总量的86.74%;含氧官能团中,羟基和羰基是主要组成基团,羧基和醚基含量不足10%。新阳煤中硅的含量比较丰富,主要以Si-O-Si和Si-O-C的形态赋存。吡啶、吡咯和氮氧化物为氮的主要存在形式,绝大多数氮分布于煤分子结构单元的边缘;噻吩硫是煤中有机硫最主要的赋存形式,超过有机硫总量的60%,砜和亚砜的含量次之,硫醇和硫醚的赋存最少。     

尘埃表面化学理论模拟研究进展

近年来天体化学在解释星际分子的形成过程中起重要作用的尘埃表面化学取得了长足的发展,本文综述了在天体化学模拟中用到的各种数值计算方法,以及尘埃冰幔的化学模型. 同时也介绍在实验室天体化学方面获得的结果,及其对尘埃表面化学所起到的促进作用.     

ITO/Rubrene表面及界面的AFM和XPS研究

采用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)研究了氧化铟锡(ITO)/红荧烯(Rubrene)的形貌和表面、界面的电子态。AFM结果显示,ITO上的Rubrene膜有良好的均匀性。XPS结果表明:C1s谱有3个峰,位于282.50,284.70,289.30 eV,对应于C—Si、CO和C—C键。用氩离子束溅射表面,芳香碳对应的峰值逐渐增大,其他两个峰值迅速消失。随着表面O污染的去除,O1s峰先快速减弱然后逐渐增强。界面附近的O原子与C原子结合构成OC、C—O—C和醛基。In3d和Sn3d峰则缓慢增强,在界面附近峰值变得稳定。C1s、In3d、Sn3d谱峰都向低束缚能发生化学位移,表明ITO与Rubrene在界面发生了相互作用,形成一个互扩散层。     

ITO/Rubrene表面及界面的AFM和XPS研究

采用原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱仪（XPS）研究了氧化铟锡（ITO）/红荧烯（Rubrene）的形貌和表面、界面的电子态。AFM结果显示,ITO上的Rubrene膜有良好的均匀性。XPS结果表明:C1s谱有3个峰,位于282.50,284.70,289.30 eV,对应于C-Si、C O和C-C键。用氩离子束溅射表面,芳香碳对应的峰值逐渐增大,其他两个峰值迅速消失。随着表面O污染的去除,O1s峰先快速减弱然后逐渐增强。界面附近的O原子与C原子结合构成O C、C-O-C和醛基。In3d和Sn3d峰则缓慢增强,在界面附近峰值变得稳定。C1s、In3d、Sn3d谱峰都向低束缚能发生化学位移,表明ITO与Rubrene在界面发生了相互作用,形成一个互扩散层。     

NSRL在表面化学中的同步辐射研究进展

综述了国家同步辐射实验室在表面化学的同步辐射研究中的部分新进展，其中包括碱金属Ｋ和稀土金属Ｇｄ对半导体表面氧化和氮化的催化作用；ＧａＡｓ（１００）半导体表面采用ＣＨ３ＣＳＮＨ２硫钝化的新方法，稀土金属Ｇｄ在半导体表面的吸附及界面形成；一种新的氧化镁薄膜的制备方法。     

FTIR和XPS对沸石合成特性及Cr(Ⅲ)去除机制的谱学表征

以粉煤灰为原料,采用优化的水热晶化法合成沸石,使用XRD,SEM和ζ电位分析沸石产品的组成特性,借助FTIR和XPS等揭示废水中Cr(Ⅲ)的去除机制。合成产品主要为NaP1型沸石,在pH值8～12区间内,ζ电位由-8.72mV降到-24.46mV。准二级方程和Langmuir等温线对试验的拟合效果更好,理论饱和吸附量为33.557 0mg.g-1。FTIR图谱表明—OH和Si—O类官能团在反应过程中有重要贡献。XPS全谱发现:结合能576.45eV为Cr(2p3/2)的特征峰,揭示了吸附过程的有效性。吸附Cr(Ⅲ)后,沸石中Si—Si和Si—O对应的结合能增加了0.25和0.60eV,含Si官能团可能与Cr(Ⅲ)发生了配位反应。O(1s)的结合能在反应后变得更低。这些证据表明:沸石对Cr(Ⅲ)的去除过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

β—SiC外延层中晶体缺陷的观察

用腐蚀法研究了β-SiC外延层中的晶体缺陷。腐蚀剂为熔融氢氧化钾。三角形尖底蚀坑对应于位错。在β-SiC中的全位错为立方晶系的73°位错和60°位错。不同堆垛方式的β-siC生长层相遇时将形成{111}交界层错,其腐蚀图象为平行于<110>方向的直线。60°位错可分解为两个1/6<112>SchockLey不全位错,并夹着一片{111}层错构成扩展位错。三个1/6<110>压杆位错与三片{111}层错可构成层错锥体。正、反堆垛的β-SiC可形成尖晶石律双晶,双晶面为(111)。腐蚀法和X射线劳厄法证实了这种双晶的存在。 关键词：     

焙烧条件对Ce离子价态影响的XPS研究

在均相沉淀法制备含铈化合物的过程中,利用XRD和IR尤其是XPS研究了含Ce化合物在不同焙烧温度条件下产物的结构、铈离子的价态变化、化合物表面性质及其内核电子构型。XRD结果表明,焙烧温度的不同可产生不同的铈基化合物,导致产物中Ce离子价态的变化,IR结果也证实了这一点。单纯均相沉淀法得到的产物为三价的斜方晶系的单晶Ce_2O(CO_3)_2·H_2O(Ⅲ)微粒;将三价的Ce_2O(CO_3)_2·H_2O加热到200℃,产物转化成高价态六价化合物CeO(CO_3)_2·H_2O(Ⅵ);加热温度再升高到250℃,产物转化为稳定的四价化合物CeO_2(Ⅳ)。XPS通过对3种不同价态化合物的O(1s),Ce(3d),Ce(4d)峰进行精细扫描,研究了产物的表面性质及其内部电子构型,比较结果证实了不同价态铈化合物的形成是由于内核价电子构型的差异引起的。     

用XAFS谱研究隧道颗粒物中元素的种态

用XAFS谱研究了上海某隧道内外3个不同位置的PM₁₀颗粒物样品中铁和铅元素的化学种态.运用IFEFFIT程序对实验数据进行处理分析, 结果显示: 隧道不同位置的颗粒物中铁主要以氧化亚铁、硝酸铁、氧化铁和四氧化三铁的种态存在, FeO, Fe(NO₃)₃的含量, 随着隧道的不断深入, 百分比含量不断增加, 而Fe₂O₃却不断减少; 对于铅元素,主要以二氧化铅、硫酸铅、磷酸铅和少量的氧化铅的种态形式存在, 二氧化铅和硫酸铅的含量, 随着隧道的不断深入, 百分比含量不断增加, 磷酸铅则不断减少.     

SiC表面C 1s谱最优拟合参数的研究

提出了一种新的,用未限定拟合峰位置、半高宽和峰面积的X射线光电子谱拟合方法,研究了拟合峰的数目、函数类型及背景对SiC表面C 1s谱拟合结果的影响,并与样品表面宽扫描X射线光电子谱和红外掠反射吸收谱相对照,确定了SiC表面C 1s谱的最优拟合参数,获得了与文献中数值相同的 C 1s束缚能. 为SiC及其他材料表面元素窄扫描X射线光电子谱的拟合和化学态结构的鉴定奠定了基础. 关键词： SiC X射线光电子谱 C 1s谱     

化学气相沉积SiC材料超光滑表面纳米加工

 利用传统光学加工方法，采用陶瓷磨盘和金刚石微粉对国产化学气相沉积(CVD) SiC进行了粗磨、细磨加工；然后，利用颗粒直径从4 μm到1 μm的金刚石研磨膏逐级进行抛光，发现SiC表面存在纳米级划痕；最后，改用颗粒直径为20 nm氧化铝纳米颗粒的碱性水溶液进行抛光，表面粗糙度达到0.6 nm(RMS)，表面纳米级划痕得到很好改善，获得了较高表面质量的超光滑表面。     

化学气相沉积SiC材料超光滑表面纳米加工

利用传统光学加工方法,采用陶瓷磨盘和金刚石微粉对国产化学气相沉积(CVD) SiC进行了粗磨、细磨加工;然后,利用颗粒直径从4 μm到1 μm的金刚石研磨膏逐级进行抛光,发现SiC表面存在纳米级划痕;最后,改用颗粒直径为20 nm氧化铝纳米颗粒的碱性水溶液进行抛光,表面粗糙度达到0.6 nm(RMS),表面纳米级划痕得到很好改善,获得了较高表面质量的超光滑表面。     

120keV的N+注入SiC薄膜的光谱特性研究

文中主要研究了120keV的N⁺注入后SiC薄膜样品的光致发光谱(PL)和傅立叶红外光谱(FTIR)特性.从红外光谱可以看到有明显得碳氮单键、双键、三键等新结构生成.从PL光谱则发现365nm处的发光峰明显增强,这表明N⁺注入使得带隙中深的能级辐射中心复合的效率大幅度提高     

Island-growth of SiCGe films on SiC

SiCGe ternary alloys have been grown on SiC by hot-wall low-pressure chemical vapour deposition. It has been found that the samples cxhibit an island configuration, and the island growth of SiCGe epilayer depends on the processing parameters such as the growth temperature. When the growth temperature is comparatively low, the epilayer has two types of islands： onc is spherical island; another is cascading triangular island. With the increase of the growth temperature, the islands change from spherical to cascading triangular mode. The size and density of the islands depend on the growth duration and GeH4 flow-rate. A longer growth time and a larger GeH4 flow-rate can increase the size and density of the island in thc initial stage of the epitaxy. In our case, The optimal growth for a high density of uniform islands occurred at a growth temperature of 1100℃ for l-minute growth, with 10 SCCM GeH4, resulting in a narrow size distribution （about 30nm diameter） and high density （about 3.5 ×10^10 dots/cm2）. The growth follows Stranski- Krastanov modc （2D to 3D modc）, both of the islands and the 2D growth layer have face-centred cubic structure, and the critical thickness of the 2D growth layer is only 2.5 nm.[第一段]     

Characterization of a bioactive nanotextured surface created by controlled chemical oxidation of titanium

Events at bone-implant interfaces are influenced by implant surface properties. Our previous work has revealed that osteogenic activity is enhanced by a nanotextured Ti surface, obtained by controlled chemical oxidation using a H₂SO₄/H₂O₂ mixture. To better understand the origin of this biological effect, we have carried out a characterization of the modified surface at the nanoscale. In particular, the morphology, structure, and chemical composition of the Ti surface were examined thoroughly. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), combined with grazing-angle Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, revealed that the oxidized Ti surface consists of almost pure TiO₂ with Ti:O ratio ranging between 1:2.02 and 1:2.08. Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) indicated that the chemically treated Ti surface is mainly composed of amorphous titania. Scanning electron microscopy (SEM) clearly showed that the treated Ti substrate becomes highly porous and has a surface consisting of nano-sized pits, which have average diameters and fractal dimensions ranging between 20-22 nm and 1.11-1.17, respectively. Atomic force microscopy (AFM) revealed a three-fold increase in surface roughness. The thickness of the oxide layer on the treated Ti surface is estimated to be ∼32-40 nm. Together, these observations provide a detailed characterization of chemically oxidized Ti surfaces at the nanoscale and offer new prospects for understanding and controlling the relationship between the properties of materials and their interactions with cells. Our work brings us closer to the creation of “intelligent” implant surfaces, capable of selectively influencing cell behavior.     

SiC空间反射镜材料及其表面改性技术现状分析

SiC材料具有良好的物理特性和机械特性,是制备大口径空间反射镜的主要候选材料之一,而SiC反射镜的制名加工及其表面改性技术是推动高水平空间光学系统应用的重要条件.本文从实际工程应用的角度出发,分析了几种用SiC基底反射镜材料的特性,介绍了4种SiC的制备工艺.研究了目前国内外SiC基底反射镜的应用现状及其表面性情况,对改性层的性能指标、制备工艺和发展趋势进行了深入讨论.针对目前国内反射镜材料应用现状,认为加快性能SiC基底材料研发工作步伐,并找到一种利用现有大口径PVD设备低温制备优质SiC改性层的方法是今后工程用的发展方向.     

The stability of SiC coating and SiO2/SiC multilayer on the surface of graphite for HTGRs at normal service condition

The stability of SiC coating in helium with a low concentration of O₂, CO₂, and H₂O is a key factor for their application in improvement of oxidation resistance of graphite for high temperature gas-cooled reactors (HTGRs). Through thermodynamic analysis, it is found that the influence factor controlling the critical temperature of passive oxidation for SiC is partial pressure of active gas in helium; the critical temperature of passive oxidation for SiC increases with the partial pressure of O₂, CO₂, and H₂O, SiC is prone to undergo active oxidation in He–CO₂ and He–H₂O system. SiO₂/SiC multilayer coating can improve the oxidation resistance of graphite at higher temperature than SiC coating does under normal operation condition for HTGRs.     

碳化硅合成反应动力学研究

基于经典轨迹法研究了碳化硅合成反应C(3Pg) SiO(X1∑ ,V=0,1;J=0)→SiC(X1∑ ) O(3Pg)的动力学.该反应存在阈能,反应截面均存在一个极大值和最佳反应能量.当SiO(X1∑ )分别处于V=0、J=0和V=1、J=0状态时,反应阈能分别约为1.2552×103kJ.mol-1和1.1297×103kJ.mol-1,反应截面极大值分别为5.3742×10-3nm2和5.1824×10-3nm2,而最佳初始碰撞能Et(the Optimal InitialCollision Translation Energy)分别为3.3472×103kJ.mol-1和3.7656×103kJ.mol-1.在SiC的最佳产率区(即最佳反应能区),通过反应物的振动激发并不能使SiC产率明显提高,因此基态下SiC合成反应的最佳能区即为该反应的最佳产率区.     

AlC,SiC基态分子结构与分析势能函数的量子力学计算

用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法,选择6-31G(d,p)、6-311 G(2df,2pd)、6-311 G(3df,3pd)、cc-PVTZ、AUG-cc-PVTZ基组,优化计算了AlC和SiC分子基态的能量,平衡结构,谐振频率.根据原子分子反应静力学原理,导出了AlC和SiC分子基态的合理离解极限和离解能.通过优化计算结果和实验数据的对比,选择QCISD(T)/6-311 G(3df,3pd)方法对AlC和SiC分子基态的势能面进行了单点能扫描.采用最小二乘法拟合得到了AlC和SiC分子基态的Murell-Sor-bie势能函数.同时计算了光谱参数(Be,eα,ωe,ωeχe)和力常数(f2,f3,f4),并与实验结果进行比较.结果表明,计算结果与实验数据吻合的较好.