一种单晶光学晶体的晶面偏角及偏向测算方法

本文提出了一种运用三点法来求取单晶实际切割晶面相对于理想切割晶面方位角度的一种定向简便计算方法。单晶光学晶体晶面由于生长和切割误差等原因,往往造成实际切割晶面与理想切割晶面有偏角。为了获得这种偏角关系进行晶体的准确定向、切割加工,采用YX-2型X射线晶体定向仪与传统的数学计算方法相结合,运用三点法即可准确计算出实际切割晶面任意方位与理想切割晶面之间的偏角大小及具体偏向。晶体定向准确度高,操作方便,快速简捷,费用便宜,可准确地确定晶体的切割方向。     

基片弯曲法分析Ag/Fe多层膜退火过程中界面应力的变化

有关薄膜应力的一般测量方法存在精度不高和不能实时测量的缺点。多层薄膜材料是在非平衡条件下制备的性能优异并包含高密度界面的新型亚稳定材料，由于其结构的差异，一般测量薄膜应力的方法如X射线衍射法、拉曼光谱法等失去作用。阐述了基片弯曲法测量薄膜应力的原理，设计了用光杠杆法测量试样曲率的装置，并实时测量了Si基Ag／Fe多层膜在退火过程中表面弯曲曲率的变化。同时开发了软件处理系统，并计算和分析了Ag／Fe多层膜退火过程中膜-基界面的应力变化。研究表明，经过退火处理的薄膜应力有极大的增加，其中升温过程发生了再结晶，使薄膜应力降低，而降温过程则使应力不断增加。     

陶瓷氧化铝-金刚石薄膜复合材料的研究(英文)

以有机高分子化合物酒精和氢气为反应气体,用热丝 CVD法在 Al2O3陶瓷基片上沉积出 金刚石薄膜 ,用拉曼光谱, X射线衍射等方法进行了表征。探索了碳源浓度、热丝温度、基片温度 和预处理工艺对金刚石薄膜结构和性能的影响,并且得到了最佳的工艺条件。探讨了金刚石在 Al2O3衬底上的成核和生长机理。     

铝掺杂6H-SiC晶体拉曼光谱的温度特性研究

采用物理气相传输法生长了Al掺杂和非掺杂的6H-SiC晶体, 测量了从室温到400℃的拉曼光谱. 由于晶体的热膨胀作用及光声子散射过程中的衰减, 导致两种样品的拉曼谱峰均向低波数移动, 并且发生展宽. 随着温度升高, Al掺杂样品中的等离子体激元增加, 使得样品中自由载流子浓度增大, 由于纵向声子与等离子体激元和自由载流子之间存在很强的耦合交互作用, 导致Al掺杂样品的A₁模强度显著降低而非掺杂样品几乎不变. 通过拉曼光谱与霍耳效应测量, 从理论和实验上分析了Al在高温下的激活行为及对自由载流子的贡献.     

快速热退火对多层Ge量子点晶体质量的影响

使用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)设备在Si衬底上生长多层Ge量子点,用双晶X射线衍射(DCXRD)、拉曼光谱(Raman)等手段表征在不同条件下快速热退火的Ge量子点材料的组分、应力等特性,研究了快速热退火对多层Ge量子点晶体质量的影响.结果表明:随着退火温度的升高,量子点中Ge的组分下降,量子点应变的弛豫程...     

掺硅类金刚石薄膜的制备及其光学性质研究

利用直流磁控溅射技术在单晶硅和光学玻璃表面制备了掺硅类金刚石薄膜,采用紫外-可见光光谱仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱(XPS),荧光光谱仪考察了不同硅含量对类金刚石薄膜的光学透过、表面形貌、电子结构和光学带隙的影响.结果表明,掺硅后的类金刚石薄膜的表面粗糙度先变大后变小,光学带隙变宽,但当掺硅达到一定量时,光学带隙有所降低.随着硅掺入量的增加,薄膜的红外透过率显著提高;光的发射中心"蓝移"并且强度增加.XPS的结果表明薄膜的sp3/sp2的比率随着硅含量的增加而变大.     

低温水热法生长ZnO纳米棒阵列的电子结构及光学特性(英文)

使用低温水热法在Si衬底上生长ZnO纳米棒阵列.通过X射线衍射和扫描电子显微镜对ZnO纳米棒的结晶性和形貌进行观测.结果表明,六棱柱形ZnO纳米棒沿c轴方向的阵列性良好,且均匀致密的生长在衬底上.室温光致发光谱表明应用低温水热法可以得到光学性质良好的ZnO纳米棒阵列.使用同步辐射对ZnO纳米棒阵列的氧K带边进行X射线吸收近带边谱测量,研究了不同半径ZnO纳米棒阵列的局部电子结构及其半径对电子结构的影响.另外,对ZnO纳米棒及ZnO薄膜的局部电子结构进行了对比研究.     

纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜的光学特性研究

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出纳米ZnO镶嵌SiO2非晶薄膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外-可见分光光度计研究了纳米Zn0镶嵌SiO2薄膜相比纯ZnO纳米薄膜结构的变化及镶嵌结构对其光学特性的影响.研究发现与纯ZnO纳米薄膜相比,纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜结构样品呈非晶结构,在紫外区光吸收系数以及光学带隙明显增大,光吸收以及光学带隙的变化与样品制备的衬底温度有关.研究结果表明,由于SiO2的特殊结构实现了对纳米ZnO的束缚,减少了ZnO纳米粒子的集聚,使得量子限制效应变得显著,导致复合膜光学带隙的明显增大以及吸收边的蓝移.     

现代分析测试技术在考古研究中应用

考古的目的是通过研究古代遗留下的实物资料来了解古时的环境、习俗、技术等。但由于这些遗迹、遗物年代久远，单凭考古工作者的直观观察和传统技术还不足以充分了解，应用现代分析测试技术可以解决考古领域的重要问题，随着各项现代分析测试技术的发展，应用现代科学技术手段对古物的成分、原料及其来源、制作工艺、年代等进行考察、测定和分析等问题在考古中应用已十分广泛。     

纯相BiFeO3的热稳定和热膨胀性质研究

本研究利用原位高温衍射和高温拉曼技术对纯相BiFeO₃粉体的热稳性和热膨胀性质进行了系统的解析。在升温阶段BiFeO₃始终保持斜方的R3c结构, 但是在降温阶段少量BiFeO₃会分解成为Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₃₉, 这种分解可能是由氧八面体的倾斜畸变引起的。此外, 还研究了BiFeO₃热力学膨胀系数, 发现它具有各向同性正膨胀性。以上结果也被拉曼光谱所证实。本研究的结果可为制备纯相BiFeO₃材料提供实验指导。     

氢化物气相外延生长GaN膜性质研究

利用氢化物气相外延技术在c 面蓝宝石上生长得到纤锌矿结构GaN膜。采用高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱对GaN外延膜进行了结构表征和光学性质研究,重点探讨了光致发光谱的温度变化特性。样品(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为322和375arcsec,表明生长的GaN膜具有较好的晶体质量。高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱测试表明,外延膜中存在0.26GPa的面内压应力。变温光致发光谱研究发现GaN外延膜中A自由激子发射峰和施主束缚激子发射峰随温度变化服从能带收缩理论。但由于A自由激子单声子伴峰可能是一种与自由激子动能变化相关的自由激子-声子相互作用的复合机制,导致其峰位呈现先蓝移后红移变化,以及其积分强度出现先增加后降低的现象。     

空位缺陷对ZnNb2O6光电特性影响的第一性原理研究

铌酸盐类物质,如LiNbO3,KNbO3,LnNbO4(Ln=Pr,La,Ga,Y)等,表现出优良的光敏特性,受到广泛关注,但过渡金属类铌酸盐研究较少,其光电特性与空位缺陷的关系尚无深入探讨.基于密度泛函理论第一性原理方法,本研究探讨了空位缺陷对ZnNb2O6体系光电特性的影响.通过对各体系几何结构、电子结构和光电谱的...     

衬底温度对磁控溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、扫描探针显微镜及紫外分光光度计研究了生长温度对ZnO薄膜的结构及光学吸收和透射特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在紫外区显示出较强的光吸收,在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着衬底温度的升高,薄膜的光学带隙减小、吸收边红移.采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与实验值符合得较好.     

钢中渗碳体特性的理论计算与实验研究

采用第一性原理方法计算了钢中渗碳体的电子结构、力学与物理性能.确定了不同结构Fe3C、Fe2C及Fe5C2等铁碳化物之间的稳定性,从原子和电子层次揭示了添加合金元素与附加应力对渗碳体相稳定性的影响规律与机制.研究了珠光体渗碳体在大冷变形及退火过程中的演变规律,建立了共析珠光体钢在大冷变形过程中铁素体的碳过饱和度与冷轧压下率问的定量关系,阐明了添加元素Cr、Mn、Si对冷变形过程中渗碳体溶解行为的影响规律,给出了重度冷轧后珠光体钢的退火组织分为细晶区与粗晶区的有力判据,分析了粗晶区与细晶区中渗碳体颗粒随退火时间的变化规律,发现2个区域内珠光体渗碳体颗粒的粗化动力学均符合关系式d=ktn,但渗碳体颗粒的粗化机制不同,而且进一步研究了Cr、Mn、Si等元素对2个区域内渗碳体颗粒粗化机制的影响规律.此外还研究了中高碳钢在温变形与热变形条件下渗碳体的球化规律,提出了高碳珠光体钢在不变形、中碳钢在珠光体区大变形条件下渗碳体的快速球化工艺,为进一步深化与丰富钢铁材料的超细化理论及其工业化应用提供了理论与实验支持.     

牡蛎壳中钙的改性及吸附特性的研究

为提高牡蛎壳的综合利用价值,比较了活化前后牡蛎壳中钙的结构特征和成分变化,分析了其吸附性能,初步研究了对刚果红染料的吸附效果。利用牡蛎壳为原料经活化处理制备出一种新型高效吸附材料,采用原子吸收法测定其总钙含量,利用扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TG)、粉末X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析活化前后牡蛎壳的超微结构、热力学变化、成分变化和红外吸收光谱带。结果表明,牡蛎壳的总钙含量为37.56%,标准差为0.46%;SEM图显示,活化前颗粒粒径不均匀、表面光滑、孔隙少,活化后表面高度复杂,不规则微孔和孔隙增多;TG分析表明,峰温为877.0℃时,失重率达到(43.71±0.73)%;XRD显示,活化前牡蛎壳主要成分是三方晶系方解石型CaCO3,活化后主要是CaO;FTIR显示,牡蛎壳有明显的方解石的特征吸收峰(1421cm-1、876cm-1、713cm-1);当900℃活化2h的牡蛎壳用量为3g/L时,对10mg/L的刚果红溶液的脱色率为(98.13±1.39)%。     

脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜耐磨特性研究

本文利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜,研究在不同基体偏压下,DLC薄膜的结构与性能.采用拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)研究DLC薄膜的原子结合状态,利用CSEM销盘摩擦磨损试验机研究其耐磨性,利用HXD1000B显微硬度仪测试其显微硬度,并采用压痕法评价其结合力.研究结果表明:DLC薄膜与基体结合牢固.随着基体偏压的提高,DLC薄膜内sp3键含量增大,薄膜硬度提高.Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积DLC薄膜后,耐磨性大幅度提高,本文探讨了DLC薄膜的耐磨机理.     

纳米Si3N4制备及光学特性研究

为了制备高纯度的非晶纳米氮化硅粉体,在传统的激光诱导化学气相沉积法反应装置的基础上,加入正交紫外光束以激励NH3分解,从而提高气相中n(N)/n(Si)比,减少产物中游离硅的摩尔浓度.利用TEM技术和光谱分析技术研究了粒子的形貌和特性.结果表明:在一定的工艺参数条件下,可制备出粒径超微(7～15 nm)、无团聚、理想化学剂量(n(N)/n(Si)=1.314)的非晶纳米氮化硅粉体;表面效应和量子尺寸效应导致粉体红外吸收光谱和拉曼光谱的"蓝移"和"宽化"现象;采用双光束激励的激光诱导化学气相沉积法是制备高纯度纳米氮化硅粉体的理想方法.     

铂丝位错特性对标准铂电阻温度计稳定性影响的研究

铂丝的位错是影响标准铂电阻温度计性能稳定性的重要因素之一。从微观角度出发,借助X射线衍射(XRD)分析方法,开展了退火时间对铂丝位错密度影响的研究,并利用标准铂电阻温度计退火实验数据进行了验证。结果表明:实际用于标准铂电阻温度计直径为0.07mm的新制铂丝(纯度99.999%)平均位错密度随着退火时间呈指数减小,经过100h退火后位错密度从1012cm^-2下降到1011cm^-2,300h后其位错密度基本保持稳定;新制标准铂电阻温度计在退火前300h其水三相点电阻值明显减小,退火300h后水三相点值变化量小于3mK并趋于平稳,此结果从热处理时间上与铂丝位错实验结果基本吻合。研究结果为标准铂电阻温度计制作工艺的提升及计量检定规程的修订提供技术支撑     

Ni基单晶高温合金取向测定方法的研究

论述了在普通的多晶衍射仪上,利用固定2θ角,进行Omega扫描的非对称X射线衍射方法来测定Ni基单晶高温合金[001]取向的原理,对三个具有不同取向角度的Ni基单晶高温合金进行了取向测定,讨论了该方法可测试的单晶体偏差角的范围和进一步扩大测试范围的可能解决方法,以及测试中应注意的问题.利用带有偏差角的非对称扫描方法得到了单晶的(002)晶面的衍射线,讨论了得到该衍射线的意义.     

溶胶-凝胶法制备K-N共掺ZnO薄膜的结构及光学特性

采用溶胶-凝胶法在Si(100)衬底上生长了K与N共掺的ZnO薄膜,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计对ZnO薄膜样品的结构和光学特性进行了研究。结果表明,溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜为六方纤锌矿结构。随着K掺杂浓度的增大,薄膜的结晶性变好,组成薄膜的颗粒变大,并表现出c轴择优生长特性,同时掺杂导致的氧空位缺陷也在增加,使得绿光发射增强,薄膜的光学带隙先增后减。