新型半导体材料BaSi2的结构及其热电性能的研究

正交相的BaSi2是一种新型半导体材料,具有较小的热传导系数、较大的光学吸收系数和适合的带隙值,是一种潜在的热电材料和理想太阳能电池材料,有着广阔的应用前号。文章介绍了正交相BaSi2晶体结构、电学特性,综述了近年来对其热电性质的研究状况,并就当前BaSi2究中存在的问题和研究动向做了简要讨论。     

（001）应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响

为了研究(001)应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响,采用第一性原理贋势平面波方法对(001)应变下正交相Ca2P0.25Si0.75的能带结构及光学性质进行了模拟计算.计算结果表明:晶格(001)面发生100%~116%张应变时,带隙随着应变增加而减小;在晶格发生88%~100%压应变时,带隙随着张应变的增加而增加;84%~88%压应变时,带隙随着压应变的增加而减小.当施加应变后光学性质发生显著的变化:随着压应变的增加,静态介电常数、折射率逐渐减小,张应变则增大.施加压应变反射向高能方向偏移,施加张应变反射向低能方向偏移,但施加应变对反射区域的影响不显著.施压应变吸收谱、光电导率的变化与介电函数和折射率相反.综上所述,(001)应变改变了Ca2P0.25Si0.75的电子结构和光学常数,是调节Ca2P0.25Si0.75光电传输性能的有效手段.     

Ca2Si电子结构和光学性质的研究

采用第一性原理赝势平面波方法系统的计算了Ca2Si电子结构和光学性质，其中包括能带、态密度、介电函数、复折射率、吸收系数、光电导率和能量损失函数。计算结果显示Ca2Si是典型的半导体，正交相结构有一个直接的带隙，并且光学性质显示出各向异性。Ca2Si立方相的计算结果也显示是直接带隙半导体，并且有很高的振子强度。从能带和态密度的计算结果判断出它们的光学性质主要由Si的3p态电子向Ca的3d态的带间跃迁所决定。     

正交相BaSi_2粉晶X射线衍射谱的计算

由正交相BaSi2晶胞原子的分数坐标和散射因子计算出其粉晶X射线衍射谱,结果与PDF卡片的数据相当一致。该计算方法既可用于新材料PDF卡片的计算,也可用于校验实验方法得到的PDF卡片的可靠性。     

掺杂β-FeSi_2的研究进展

β-FeSiz是一种新的环境友好型半导体材料,通过在β-FeSi<,2>中掺入不同的杂质,可制成P型或n型半导体.从掺杂β-FeSi<,2>的制备技术、电学性质、光学性质和热电性质等几个方面介绍了掺杂β-FeSi<,2>的发展状况,并展望了掺杂β-FeSi<,2>的研究方向.     

HfO_2铁电相与四方相转变关系的第一性原理研究

基于密度泛函理论的缀加平面波方法计算了HfO2的正交相Pca21和四方相P42/nmc,其中正交相具有铁电性质。计算结果表明,在晶体结构方面,HfO2正交相和四方相都具有类萤石结构特征,并且从四方相P42/nmc到正交相Pca21的转变过程中单胞变形3.75%;在电子结构方面,通过四方相到正交相的结构转变,Hf的5d和O的2p、2s的杂化效应增强,同时这些电子态向低能移动,使正交相的相对能量低于四方相。这些研究结果证实了HfO2具有铁电性质的Pca21正交相是一种稳定的相结构,并解释了从P42/nmc四方相到Pca21正交相的转变关系。     

铜基硫族化合物热电材料

铜基硫族化合物因其高性能、可调的输运性质、高丰度和低毒性,被认为是很有前景的新型热电材料,引起了研究者的广泛关注.本文总结了近年来铜基热电材料的研究进展,包括类金刚石结构材料、声子液体二元及多元化合物等.本文首先总体介绍了两套亚晶格的基本特征及其对热学、电学性质的影响:一方面,复杂晶体结构和无序、甚至液态化的亚晶格导致...     

ZnO薄膜的磁电光性质研究进展

ZnO薄膜是一种具有优良性质的材料,如光电、p-n结特性等,并有多种制备方法,其性质取决于不同的掺杂组分.概述了ZnO薄膜的制备方法、晶格特性、光电特性、p-n结特性及其磁性掺杂.     

坩埚下降法生长SnSe单晶及其力学性能研究

Ⅳ-ⅥSnSe单晶是一种引人注目的热电材料,不仅热电性能优异而且还具有环境友好的特征.本工作探索了一种制备SnSe单晶的技术,并对产品的力学性能进行研究.利用坩埚下降法成功生长了化学计量比准确的非掺杂SnSe单晶,其在室温下具有标准Pnma正交相结构.由于Sn层与Se层之间的结合力非常弱,SnSe单晶很容易沿(100)...     

CuInS2量子点敏化太阳能电池材料的研究进展

CuInS_2量子点因低毒、良好的光电性能和热电稳定性而成为量子点敏化太阳能电池(QDSSC)极具前景的量子点敏化剂。首先简单介绍了CuInS_2量子点材料的光电性质和QDSSC中CuInS_2量子点的合成,然后重点总结了CuInS_2量子点敏化电极的制备及各电池材料对QDSSC性能的影响,最后指出了该电池目前存在的问题以及对未来的展望。     

La~(3+)掺杂对BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

研究了La3+掺杂对BaSi2O2N2∶Eu2+发光性能的影响。通过高温固相反应制备了纯相的Ba0.94-Si2O2N2∶0.06Eu2+荧光粉。在此基础上进行La3+的掺杂,并对少量La3+掺杂的LaxBa0.94-1.5xSi2O2N2∶0.06Eu2+荧光粉的结构和光学性能进行了研究。XRD图谱表明粉体在低掺杂时保持了基质BaSi2O2N2的晶格结构。通过共掺x=0.035的La3+可使荧光粉的发光效率提高到157%,原因是La3+部分取代Ba2+产生了阳离子缺陷,其可以吸收光源能量并将能量传递给Eu2+。最终这些能量通过Eu2+的4f65d→4f7跃迁以光辐射的形式释放出来。     

碳纳米管改性对环氧树脂复合材料热学和电学性能的影响

分别采用混酸(浓H2SO4和浓HNOs)、浓HNOs、浓NaOH及浓H2SO4/H2O2对碳纳米管(CNTs)在室温下进行表面处理,通过FTIR、SEM、DSC和TGA研究了各改性方法对CNTs/环氧树脂(EP)复合材料热性能和电性能的影响.结果表明,混酸处理使CNTs在EP中的分散性、EP的玻璃化温度和热分解温度都显著提高,其它3种方法也有这种作用,相比较而言,H2SO4/H2O2和HNO3的改性作用稍差,而NaOH的最差.4种处理方法都使复合材料的导电性能、介电常数以及介电损耗显著下降,其中混酸处理使上述性能下降的程度最高,其次为H2SO4/H2O2处理,NaOH处理和HNO3处理对电性能影响较小.     

Structural, optical and electrical properties of high-k ZrO2 dielectrics on Si prepared by plasma assisted pulsed laser deposition

ZrO₂ films were grown on p-type Si(100) using plasma assisted pulsed laser deposition and the electrical characteristics of the ZrO₂ dielectrics incorporated in metal oxide silicon (MOS) capacitors were studied in combination with their structural and optical properties. The ZrO₂ dielectric layers are of polycrystalline structure with a monoclinic phase and show good interfacial properties without obvious SiO_x interface. The electrical performance of the capacitors exhibits typical MOS-type capacitance-voltage (C-V) and leakage current density-voltage (J-V) characteristics. Thermal annealing of the ZrO₂ dielectrics results in an improvement in C-V and J-V characteristics and a reduction in C-V hysteresis without obvious introduction of leakage paths for the fabricated MOS capacitors. The dielectric constant was calculated to be 15.4 and the leakage current density was measured to be 6.7 × 10^− 6 A/cm² at a gate voltage of + 1.0 V for 900 °C annealed ZrO₂ dielectric layers with an equivalent oxide thickness of 5.2 nm.     

纳米氢氧化镁阻燃聚丙烯体系的性能研究

研究了自制的低成本纳米氢氧化镁与市售普通微米氢氧化镁填充的聚丙烯塑料的阻燃性能和力学性能.氧指数测试和拉伸测试的数据表明,在相同填充质量份数下,纳米氢氧化镁填充的聚丙烯体系具有更高的氧指教、拉伸强度和断裂伸长率.对2种填充体系复合材料断口的场发射扫描电镜(FESEM)观察发现,纳米氢氧化镁与聚夸物基体的相容性更好,两者界面间的粘结力更强.因此,填充纳米级氢氧化镁的聚丙烯塑料具有更优异的阻燃性能和力学性能.     

Evaluation of critical strain for crack nucleation of magnesium di-boride superconductor using indentation method

To fulfill the promises of MgB₂ and MgB_2−xC_x in superconducting electrical transportation, the components made by these materials need to undergo plastic work process, for which the knowledge of their mechanical behavior (i.e. elastoplastic and strength properties) is critical. This study proposes the use of a convenient method based on indentation to evaluate both the elastoplastic and strength properties of MgB₂ and MgB_2−xC_x. Through the reverse analysis using dual sharp indenters, we first extract the yield stress and work hardening exponent quantitatively. Next, the critical stress for crack nucleation (fracture strength) is estimated from a combination of experiment and numerical simulation of indentation stress field using the deduced elastoplastic properties. The critical fracture strain of MgB₂ is evaluated to be reasonably close to that from conventional tensile test. We further show that in MgB_2−xC_x, the material stiffness, yield stress and fracture strength are degraded due to carbon additive, while the work hardening exponent is slightly higher. Therefore, the addition of C does not improve the mechanical properties of MgB₂. The findings shed some useful light on the workability of MgB₂, and may become a basis for understanding the feasibility of fabrication and usage of superconductor (where the mechanical and electrical properties are coupled).     

湿热循环对Nomex蜂窝/环氧树脂夹层复合材料性能的影响

通过对Nomex/环氧树脂夹层复合材料1(1号材料)和Nomex/环氧树脂夹层复合材料2(2号材料)进行7天和14天湿热循环,测定了其吸湿、脱湿曲线,实验结果表明,1号材料的饱和吸湿率和水分保持率均低于2号材料,1号材料具有更好的耐湿热性,分别对循环前后的材料进行力学性能和介电性能测试。结果表明,湿热循环对材料的剪切性能造成较大影响,其中对2号材料的影响尤为显著,1号材料的力学性能保持能力大于2号材料;同时,还讨论了湿热循环前后两种材料的介电常数和损耗角正切的变化情况。     

铌酸钠钾基压电陶瓷的结构与性能研究

采用传统的固相反应合成法制备了结构较为致密的0.9(K0.5Na0.5)NbO3-0.1LiSbO3(KNN-LS)无铅压电陶瓷,研究了其相结构、压电、介电、损耗以及铁电性质.常温下的压电陶瓷具备四方钙钛矿结构,具有较高的压电系数d33=131pC/N和低的介电损耗tanδ=0.09(10kHz)等优点.另外,常温下的KNN-LS陶瓷存在着较为饱满的电滞回线,其剩余极化率Pr为16.1μC/cm2,矫顽场为EC=14.8kV/cm.性能较KNN压电陶瓷有了较大的提高.     

Optimizing mechanical and magnetic properties of AlCoCrFeNi high-entropy alloy via FCC to BCC phase transformation

FCC,BCC and B2 phases,the most common phases in high-entropy alloys(HEAs),are widely investigated to tailor their mechanical and magnetic performances.The detailed investigation of FCC to BCC/B2 phase transformation of AlCoCrFeNi HEA in this paper reveals its evolution and structure-properties relations in terms of both temperature and holding duration.With increasing heat treatment temperature and duration,such transition will progress simultaneously at both the dendric core(DC)region and inter-dendric(ID)region and the volume of phase transformation from FCC to BCC phases is greater than FCC to B2 phases,resulting in increased yield strength and saturation magnetization.The obvious phase transition of the AlCoCrFeNi HEA at 1200℃can enhance its yield strength and saturation magnetization as a sacrifice of its fracture strain.However,an excellent combination of mechanical-magnetic properties was achieved when heat-treated at 1100℃for 50 h by optimizing both the transformation and the size of B2 phases.Our present study could pave ways to design the HEAs or other alloys with an optimum combination of mechanical and magnetic properties for application-oriented viewpoints.     

氢电弧等离子体法制备的纳米镍铈粒子的催化特性

利用氢电弧等离子法制备具有储氢特性纳米镍铈粒子，并在气相苯加氢反应中研究了其催化特性，发现其催化活性与储氢特性及表面层中ＮｉＣｅ合金存在有关，且具有高的选择性和热稳定性，这与纳米粒子独特的结构及铈的加入有关。