化学组成对EMD电化学行为的影响

为了了解化学组成对电解二氧化锰(EMD)电化学行为的影响,分析了三种商品 EMD的组成,它们分别为Mn_0.881⁴⁺Mn_0.044³⁺O_1.655^2-(OH)_0.345^-、Mn_0.880⁴⁺Mn_0.048³⁺O_1.666^2-(OH)_0.334^-和 Mn_0.879⁴⁺Mn_0.054³⁺O_1.677^2-(OH)_0.322^-, X射线衍射表明晶型为γ-MnO₂.通过循环伏安、恒流放电、 电位-时间关系等实验研究其电化学行为,结果表明,EMD中结合水含量(即阳离子空位数) 增加时,样品开路电压升高、放电容量增大、第1电子还原的峰电位正移.     

阴离子掺杂对KDP晶体光散射的影响

选用硫酸钾、硝酸钾和氯化钾作为掺杂剂, 采用传统降温法和“点籽晶”快速法生长了磷酸二氢钾(KDP)晶体, 利用超显微法对KDP晶体中的散射颗粒进行了观察, 研究了SO₄^2- 、NO ₃^- 和Cl ^- 三种阴离子掺杂对晶体中光散射的影响. 结果表明, 掺杂后SO₄^2-造成晶体光散射的轻度增加; 而NO ₃ ^-和Cl ^- 离子掺杂后, 对于传统降温法所得晶体, 散射明显加重, 对于“点籽晶”快速法所得晶体的散射影响不大.     

金红石TiO2基质中[MoO4]2-基团的上转换发光

在978nm激光二极管的激发下,Mo掺杂的TiO₂材料表现出很强的宽带上转换发光,该发光来源于[MoO₄]^2-基团的激发态³T₁,³T₂能级到基态¹A₁能级的电子跃迁,X射线衍射表明样品为金红石单一相,红外吸收光谱证实了[MoO₄]^2-的存在,由光电子能谱推测体系中还含有低价态的Mo离子,它们提供了上转换得以进行的中间态,高温下的氧化还原处理会改变低价Mo的数量,从而严重影响样品的发光行为。     

不同掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响

结合X射线粉末衍射和差示扫描量热法,系统研究了不同格位上的掺杂对Ba₃Y(BO₃)₃晶体的生长和相变的影响. 研究发现,相同掺杂浓度10at%时,掺Nd³⁺的α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的相变温度（1099.6℃）比掺Yb³⁺的晶体的相变温度（1145.3℃）低;且随着掺Nd³⁺浓度的降低,晶体的相变温度升高,晶体在降温过程中更容易发生相变. 在晶体中掺入Sr²⁺离子,可以有效提高Yb³⁺∶α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的稳定性. 随着Sr²⁺掺入浓度的增加,晶体的熔点升高,相变温度降低. 当Sr²⁺掺杂浓度为16at%时,晶体的相变峰消失;当Sr²⁺掺杂浓度分别为5at%、10at%时,晶体仍然发生相变.     

坩埚中自由空间量对Bridgman法生长的CdZnTe晶体缺陷的影响

采用Bridgman法生长CdZnTe晶体.分别采用红外透过显微镜和正电子湮灭寿命谱仪研究了CdZnTe晶体中的Te夹杂相、Cd空位等缺陷与坩埚中的自由空间量大小的关系. 结果表明: 随着坩埚自由空间量的减小, 晶体中Te夹杂相密度从6.67×10⁴/cm²降低到2.36×10³/cm², 且Te夹杂相尺寸减小; 晶体的正电子平均寿命值随着坩埚自由空间量的减小从325.4 ps降低到323.4 ps, 表明晶体的Cd空位浓度及微结构缺陷减少; 晶体的红外透过率和电阻率则随着坩埚自由空间量的减小大幅提高, 进一步表明坩埚中自由空间量的减小能够有效地降低晶体中的缺陷浓度.     

Yb:KGd(WO4)2激光晶体结构与振动光谱

用顶部籽晶提拉法, 以K₂W₂O₇为助溶剂, 生长Yb:KGd(WO₄)₂激光晶体. 经热重-差热分析, 确定晶体熔点为1086℃, 相变温度为1021℃. 晶体结构分析确定Yb:KGW(WO₄)₂晶体由WO₆八面体连接而成, WO₆八面体是由(WOOW)双氧桥及(WOW)单氧桥构成. 晶体粉末样品室温下的红外及拉曼光谱测试, 确定WO₄^2-、双氧桥及单氧桥的振动范围, 并对其进行了归属. X射线粉末衍射测试, 验证所生长的晶体为β-Yb:KGd(WO₄)₂.     

液相法合成针状镁铝水滑石纳米晶的研究

研究了合成条件(原料种类、加料次序、NaOH浓度和合成温度)对液相法制备镁铝水滑石试样的相组成的影响.以MgCl₂为镁源、NaAlO₂为铝源、NaCO₃和NaOH为沉淀剂,在常压下采用液相法制备了长度约100nm、直径约10nm的Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃-4H₂O针状纳米晶体.并且发现:可溶性原料的选取、最后加入MgC_l2的加料次序、>45℃的合成温度和保证反应溶液的pH>12,是瞬间生成镁铝水滑石纳米晶的充分必要条件.提出镁铝水滑石纳米晶核形成的过程是:均匀分布于溶液中的Al₁₃(OH)₃₂⁷⁺迅速吸附于带羟基OH-的无定型态的Mg(OH)₂表面,并进行Al³⁺扩散,为平衡电价,CO₃^2-也扩散进入Mg(OH)₂,从而在瞬间完成镁铝水滑石晶核的形成.     

硅掺杂MOCVD氧化镓中的非故意掺杂效应:浅施主态（英文）

本文利用MOCVD外延生长了不同载流子浓度的高质量β-Ga₂O₃薄膜并通过变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)分析研究了薄膜中的浅施主态.通过拟合提取出薄膜中存在的两个电离能分别为～36和～140 meV的施主能级.进一步研究发现非故意掺杂(UID)效应对这两个能级都有影响:第一个施主能级不仅来源于硅掺杂也来源于非故意碳掺杂取代Ga位,第二个施主能级主要来源于与非故意掺杂氢相关的双电荷缺陷.通过分析生长条件与施主态之间的关系结合密度泛函理论计算我们发现在生长过程中降低氧分压可能有助于降低UID效应.该工作为硅掺杂MOCVD β-Ga₂O₃薄膜载流子浓度的精确控制奠定了基础.     

Te掺杂方钴矿CoSb3的溶剂热合成及电学性能

以CoCl₂, SbCl₃和Te粉为原料, NaBH₄为还原剂, 用溶剂热方法合成了Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4)纳米粉末. 研究发现, Te含量较高的样品(x≥0.2)有明显的CoTe₂等杂相存在. CoSb_3-xTe_x合成粉末的粒径大小在40nm左右, 热压后晶粒发生长大, 平均晶粒尺寸约为300nm. 电学性能测试表明Te掺杂方钴矿CoSb_3-xTe_x的导电类型为n型, Seebeck系数的绝对值随着Te含量的增加而变小, 电导率随着Te含量的增加而增大. 在测试温度范围内, CoSb_2.8Te_0.2 具有最高的功率因子, 在773K温度下达到2.3×10³W·m^-1·K^-2.     

环保型多重掺杂X7R瓷料的多元非线性回归分析

通过引入自制复合氧化物掺杂剂, 应用多元非线性回归分析方法, 建立了多元非线性回归数学模型y=b₀+Σb_ix_i+Σb_iix_i²+Σb_iiix_i³, 确立了环保型多重掺杂X7R 多层陶瓷电容器(MLCC)瓷料中各种掺杂剂的用量对介电常数及电容量温度变化率(Δ C/C _25℃)的多元非线性回归方程, 并进一步解释了部分掺杂剂的改性机理. 回归方程表明, 介电常数随Nb、Ce掺杂量的增加而降低, 这与当前较为成熟理论“壳-芯”结构模型完全吻合. 最后通过回归方程优化瓷料配方, 研制了环保型X7R MLCC瓷料系统. 在空气中于1140℃下烧成的BaTiO3陶瓷材料的主要性能指标达到: ε_298K=2900±50, tgδ≤1.0%,ρ≥10¹¹Ω·cm,Δ C/C _25℃(-55℃～+125℃)≤±15%.     

受主掺杂 BaPbO3中的非化学计量比

采用高温平衡电导法测定了高温平衡电导率随氧分压（10^-12～10^5 Pa）的变化曲线,由此确定了未掺杂和Al受主掺杂BaPbO3陶瓷多晶体中的主导缺陷及其电荷补偿缺陷.同时讨论了受主掺杂浓度对材料的高温平衡电导率、高氧分压和低氧分压下主导缺陷转变点的影响,确定了受主掺杂BaPbO3缺陷行为随掺杂量的变化机理.在高氧分压下,材料表现出本征缺陷行为,Pb离子空位占主导,电荷补偿缺陷为空穴;随着氧分压的下降,材料由本征缺陷控制区域进入非本征缺陷控制区域,受主杂质取代Pb离子空位占主导;在低氧分压区域,随着氧离子空位浓度的上升,氧离子空位取代空穴,成为受主杂质的电荷补偿缺陷.     

ZnGeP2晶体点缺陷的研究进展

ZnGeP₂晶体是具有重要应用背景的红外非线性光学材料. 晶体中的点缺陷严重限制了ZnGeP₂晶体的应用发展. 本工作介绍了ZnGeP₂晶体点缺陷的最新研究进展情况. 首先, 利用电子顺磁共振技术研究了ZnGeP₂晶体的点缺陷. 主要存在缺陷是受主缺陷V^-_Zn及施主缺陷V⁰_P和Ge⁺_Zn, 其相应的缺陷能级分别为E(V^-_Zn)=E_C-(1.02±0.03)eV, E(V⁰_P)=E_V+(1.61±0.06)eV和E(Ge⁺_Zn)=E_V+(1.70±0.03)eV. 对晶体作了电子照射及高温退火等处理后, 又分别发现了两种缺陷V ^3-_Ge和VPi. 其次, 利用全势能线性muffin-tin轨道组合法模拟研究了ZnGeP₂晶体的点缺陷. 主要存在缺陷及缺陷能级的计算结果与实验结果基本一致, 但由于理论模拟与实际情况还存在差距, 有些计算结果与实验结果相矛盾. 因此, 将实验与理论有机结合研究晶体的点缺陷是今后研究的重点.     

硫酸盐类晶体中[SO4]2-四面体的结晶方位与晶体的形貌

本文从硫酸盐类晶体中负离子配位多面体的结和相互联结的稳定性出发，探讨了硫酸在晶体中「ＳＯ４」＾２－结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系；认为「ＳＯ４」＾２－四面体与金属阳离子结合时，由于晶体结构和生长条件（如温度、过饱和度等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和取向不同，晶体的结晶形貌迥然有别。晶体的结晶形貌与「ＳＯ４」＾２－四面体在晶体中的结晶方位一密切相关，四面体的面和棱的法线（Ｌ＾２）所对向的对     

微波场下纳米Mg-Al-LDHs及PO43-,P2O74-柱撑Mg-Al层状双氢氧化物的合成

用微波加热反应-变速滴加共沉淀法合成了[Mg-Al-CO3]纳米层状双氢氧化物，并以[Mg-Al-CO3]纳米层状双氢氧化物为前体，用微波加热反应一离子交换法制备了PO4^3-，P2O7^4-柱撑Mg-Al层状双氢氧化物．该法合成的[Mg-Al-CO3]纳米层状双氢氧化物的粒径约为10～40nm．讨论了微波和变速滴加碱液的速度对纳米层状双氢氧化物的合成的影响．用FT-IR、TEM与XRD对产物进行了表征，结果表明在微波加热反应的条件下可在短时间内用PO4^3-,P2O7^4-彻底交换CO3^2-。     

Defect Equilibria in In- and Ga-Doped CdTe

The Hall coefficient of four CdTe samples with [In] = 5 × 10¹⁶ to 10¹⁹ cm^–3 and two CdTe samples with [Ga] = 4 × 10¹⁷ and 1.4 × 10¹⁸ cm^–3 was measured between 700 and 1300 K at a controlled Cd vapor pressure. The equilibrium constant of In incorporation into CdTe from In precipitates was calculated. Kröger's quasi-chemical equations were used to evaluate the concentrations of point defects as a function of temperature and dopant activity. The results agree well with experimental data. The maximum in the temperature dependence of electron concentration is interpreted in terms of the competition between the increase in the concentration of D _Cd ⁺ donors as a result of the increase in dopant solubility and the compensation of the donors by native acceptors (V ^2- _Cd) and impurity-containing acceptor complexes (A _In ^- or A _Ga ^-). Modeling results confirm that the formation of these complexes is due primarily to Coulombic interaction.     

金红石TiO2基质中[MoO4]2-基团的上转换发光

在978nm激光二极管的激发下，Mo掺杂的TiO2材料表现出很强的宽带上转换发光，该发光来源于[MoO4]^2-基团的激发态3T1，3T2能级到基态1Al能级的电子跃迁．X射线衍射表明样品为金红石单一相，红外吸收光谱证实了[MoO4]2-的存在．由光电子能谱推测体系中还含有低价态的Mo离子，它们提供了上转换得以进行的中间态．高温下的氧化还原处理会改变低价Mo的数量，从而严重影响样品的发光行为。     

CsCdF3:Cr3+晶格畸变及其Cd2+-空位研究

按照零场分裂（ＺＦＳ）的三阶微扰理论和叠加晶场模型,建立了ＺＦＳ参量Ｄ与ＣｓＣｄＦ３：Ｃｒ＾３＋晶格结构之间的定量关系,同时考虑了晶格畸变和Ｃｄ＾２＋空位对零场分裂参量Ｄ的贡献,计算了ＣｓＣｄＦ３：Ｃｒ＾３＋晶体的零场分裂参量Ｄ,计算结果与实验符合甚好,证明了晶格畸变和Ｃｄ＾２＋空位的存在,同时得到ｒ＾３＋离子的Ｆ＾－离子向中心Ｃｒ＾３＋离子分别移动Ｘ１＝０．００２９１ｎｍ,Ｘ２＝０．００１ｎｍ,     

BaTiO3基PTCR陶瓷中B2O3蒸汽掺杂的异常行为

钛酸钡基半导化陶瓷中的PTCR效应通常与材料中的施受主掺杂密切相关。在高温下B2O3具有较高的蒸汽压,通过B2O3蒸汽掺杂的研究表明,含主族元素B的氧化物蒸汽掺杂,钛酸钡基半导化陶瓷样品的升阻比同样得到了大幅度提高,同时室温电阻率也有所增加。B2O3蒸汽掺杂BaTiO3基材料的PTCR效应的提升可能得益于硼填隙和钡缺位相关的复合缺陷在晶界上的形成。     

Characterization of GaN and In x Ga1−x N films grown by MOCVD and MBE on free-standing GaN templates and quantum well structures

Structural and optical studies have been performed on GaN, InGaN layers, In_0.08Ga_0.92N/GaN heterostructures, In_0.08Ga_0.92N/In_0.02Ga_0.98N single and multiquantum wells grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and GaN by molecular beam epitaxy (MBE) on GaN templates by using transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and photoluminescence (PL). The layers are found to be high quality with low defect density, on the order of 10⁶ cm^?2, which are mainly related to the threading dislocations originating/propagating from the hydride vapor phase epitaxy (HVPE) GaN template. The interface between the layers and substrate could not be detected by TEM and was therefore deemed to be of high quality. Convergent beam electron diffraction studies revealed that the polarity of the films is Ga-polarity, which is the same as that of the substrate. A dual structure with different compositions and having thicknesses of 10 and 25 nm was observed in InGaN layers grown on GaN in one of the heterostructure samples. The full width at half maximum (FWHM) of the XRD rocking curves of (0 0 0 2) for heterostructures and quantum wells were found to be in the range of 15–28 arcmin for a slit width of 2 mm. PL studies on GaN layers grown by MBE and MOCVD on GaN templates are reasonably similar. The PL spectra from all the MBE and MOCVD epilayers and the substrate contain a plethora of sharp peaks related to excitonic transitions. With the presence of donor-bound exciton peaks and their associated two-electron satellites, the binding energies of two distinct shallow donors (28.8 and 32.6 meV), which are attributed to Si and O, respectively, were determined. PL measurements revealed that the FWHM of the main donor bound exciton peak increased from 0.6 to 2.9 meV but no change in peak position (3.472 eV) was observed in GaN when doping with Si (5×10¹⁷ cm^?3). However, the intensities of the yellow band and the shallow donor–acceptor pair band increased 10 times as compared to that in the undoped GaN samples. In the case of InGaN/GaN heterostructures, a similar trend was observed when compared to the doped samples. In the multiquantum well In_0.08Ga_0.92N/In_0.02Ga_0.98N heterostructures, the activation energy of the exciton emission, found to be 18 meV, was the lowest in the samples studied. The peak at 3.02 eV related to the InGaN was strongly pronounced in the In_0.08Ga_0.92N/In_0.02Ga_0.98N multiquantum well structure. In the In_0.08Ga_0.92N/In_0.02Ga_0.98N quantum well structures, the change in peak position with variation of temperature from 15 to 300 K in PL spectra is “S”-shaped. The cause for the “S” shape, i.e., a red–blue–red shift, is discussed.     

Doping of Cadmium Telluride with Germanium,Tin, and Lead

The transition of Ge-, Sn-, and Pb-doped CdTe crystals to semi-insulating behavior is analyzed in terms of a charge compensation model which includes shallow donor and acceptor states and defects with midgap energy levels. Model predictions are compared with experimental resistivity data for different doping levels. The deep levels are assumed to be due to dopant atoms. The results indicate that deep stoichiometric defects (V _Cd and Te_Cd) have an insignificant effect on the electrical properties of the material.