LiF纳米微簇的制备及其分形凝聚特征

利用蒸发和惰性气体冷凝法及其在非晶衬底上的淀积，能够获得离子化合物ＬｉＦ的纳米尺寸颗粒．通过透射电子显微术和电子衍谢的观察，发现颗粒自组织集聚，形成尺寸范围Ｒ＝１００μｍ的很大的分形簇。不同的衬底温度下，颗粒的尺寸、晶体结构形式和凝聚状态有较大的不同，并在衬底上形成不同的分形聚集状态．这种大范围聚集体（分形簇）即使在ｋｅＶ电子束辐照下，仍保持稳定．实验表明，通过对气相生长条件的控制，可以形成具有不同分形结构和特性的聚集体．     

LiF纳米微簇的制备及其分形凝聚特征

利用蒸发和惰性气体冷凝法及其在非晶衬底上的淀积，能够获得强离子化合物ＬｉＦ的纳米尺寸颗粒、通过透射电子显微术和电子衍射的观察，发现颗粒自组织集聚，形成尺寸范围Ｒ＝１００μｍ的很大的分形簇。不同的衬底温度下，颗粒的尺才、晶体结构形式和凝聚状态有较大的不同，并在衬底上形成不同的分形聚集状态。这种大范围聚集体（分形簇）即使在ｋｅＶ电子束辐照下，仍保持稳定．实验表明，通过对气相生长条件的控制，可以形成具有不同分形结构和特性的聚集体．     

柴油机排气管内碳烟颗粒形貌变化过程分析

采集柴油机在不同工况下和排气管不同位置处的碳烟颗粒,通过透射电镜对碳烟颗粒形貌进行观测,采用image-pro plus软件统计分析碳烟颗粒的形貌特征参数,得到碳烟颗粒的分形维数.结果表明:随着平均有效压力的升高,碳烟颗粒的分形维数和尺寸增大,其形貌从简单的链状和支状向复杂的簇状和网状发展;在相同的平均有效压力下,采样点2处的碳烟颗粒的分形维数大于采样点1处,表明当碳烟颗粒在排气管中运动时,仍在通过碰撞、聚合和破碎等物理过程发生变化.     

磁控溅射法生长ZnO薄膜的结构和表面形貌特性

采用射频磁控溅射方法,在Si(111)和玻璃基片上制备ZnO薄膜.研究衬底温度和基片类型对薄膜结构、表面形貌的影响.结果显示,所有ZnO薄膜沿c轴择优生长,同种基片类型上生长的薄膜,随着衬底温度升高,(002)衍射峰强度和表面粗糙度增高;相同衬底温度下生长的ZnO薄膜,Si基片上制备的薄膜(002)衍射峰强度和表面粗糙度小于玻璃片上的.基片类型影响薄膜应力状态,玻璃片上制备的ZnO薄膜处于张应变状态,Si基片上的薄膜处于压应变状态;对于同种基片类型上生长的ZnO薄膜,衬底温度升高,应力减小.Si衬底上、300℃下沉积的薄膜颗粒尺寸分布呈正态.     

颗粒尺寸和数密度可独立调控的Pb纳米颗粒薄膜的气相制备

采用基于磁控等离子体团簇束流源的低能团簇束流沉积制备不同形态的Pb纳米颗粒薄膜。通过透射电子显微镜TEM对颗粒的尺寸、数密度进行表征分析,建立磁控等离子体团簇源及低能团簇束流沉积过程的可调参数——溅射气流、缓冲气流、溅射电压电流、沉积时间等与颗粒尺寸、数密度的对应关系,并通过对参数的调整优化获得Pb纳米颗粒薄膜中颗粒尺寸和数密度的独立调控。     

利用团簇的各向异性实现Te团簇薄膜的自组装

在实验观察到Te团簇薄膜有序生长模式的基础上，用Monte-Carlo方法模拟了具有各向异性的团簇在衬底上的生长行为，发现由于团簇的各向异性，将导致团族在局部范围内的平行取向排列，形成畴结构，畴的大小L(t）与退火速率和衬底温度有关，并得到该体系下的一个熔点Tm，这一研究表明，可以利用团族的各向异性实现和控制团族薄膜的自组装。     

沉积于硅纳米孔柱阵列上的铜纳米颗粒退火行为研究

以具有规则表面形貌的硅纳米孔柱阵列（Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA）作为还原性衬底和组装模板,采用浸渍技术制备了铜／Si-NPA（Cu／Si-NPA）纳米复合体系。将新鲜制备的Cu／Si-NPA样品分别在400℃、600℃和800℃氮气气氛中退火,对比研究了沉积于Si-NPA衬底之上的铜纳米颗粒的表面形貌、晶粒尺寸随温度的演化规律。在较低、较高温度下退火时,铜纳米颗粒所发生的定向迁移、颗粒长大及中心凝聚现象分别在Ostwald成熟理论和团簇扩散理论的框架下得到了解释。     

利用团簇的各向异性实现Te 团簇薄膜的自组装

在实验观察到的Te团簇薄膜有序生长模式的基础上 ,用Monte Carlo方法模拟了具有各向异性的团簇在衬底上的生长行为 .发现由于团簇的各向异性 ,将导致团簇在局部范围内的平行取向排列 ,形成畴结构 .畴的大小L(t)与退火速率和衬底温度有关 ,并得到该体系下的一个熔点Tm.这一研究表明 ,可以利用团簇的各向异性实现和控制团簇薄膜的自组装     

不同温度下脉冲激光沉积LiCoO_2薄膜的微观结构和表面形貌

使用脉冲激光沉积技术,不同的衬底温度,在单晶Si(100)衬底上沉积了锂离子电池正极材料Li-CoO2的薄膜.用XRD对样品进行晶体结构分析,用SEM观察了样品的表面形貌.结果显示,衬底温度对LiCoO2薄膜的微观结构和表面形貌都有明显影响.在500℃以上的衬底温度下生长的样品结晶质量较好;晶体的颗粒尺寸随着温度的升高而增大.     

表皮葡萄球菌聚集形成分形结构的多重分形谱研究

对细菌分形结构形成机制的探讨有助于认识菌落的生长过程以及分形结构形成过程涉及的非平衡态物理与化学过程,丰富分形结构的研究体系。报道了表皮葡萄球菌在玻璃基底上集聚形成具有自相似性的分形结构。进一步的研究表明：生物膜是表皮葡萄球菌形成分形结构的关键,多重分形谱能够应用于定量研究细菌菌群分形结构的内部精细结构和生长过程,表皮葡萄球菌形成分形结构的机理符合团簇一团簇聚集模型。     

射频放电尘埃等离子体系统中的斑图现象

在射频放电的尘埃等离子体系统中观察到各种尘埃斑图. 按照尘埃由小到大的生长过程, 将斑图分为两个阶段: 小颗粒阶段(或尘埃云阶段)和大颗粒阶段(或尘埃晶体阶段). 具体研究了气压变化时, 不同斑图之间的演化关系. 小颗粒阶段主要介绍空洞、尘埃声波和强湍流模式. 大颗粒阶段研究了粒子自组织形成的尘埃晶格和尘埃团簇. 通过计算径向分布函数来表征尘埃晶格的静态结构. 还研究了在二维平面上不同粒子数目形成的尘埃团簇, 以及气压变化时尘埃团簇有规律的演化过程. 利用二维径向约束势下的分子动力学模拟验证了二维尘埃团簇的壳层排布规律.     

光阱中多个金纳米棒的双光子荧光效应及热熔合过程

本文利用单束、波长对应金纳米棒长轴表面等离子共振的飞秒脉冲激光对多个长度为40 nm,直径为10 nm的金纳米棒颗粒进行了光捕获,系统研究了金纳米棒颗粒在共振激光作用下的双光子荧光及光致热熔合效应.实验结果表明,在光阱捕获过程中金纳米棒颗粒会激发出明显的双光子荧光.当多个金纳米棒被光力捕获在光斑中心时,金纳米棒发生热熔化并熔合成大尺寸的金纳米团簇.利用这种单光束光镊熔合技术,我们在玻璃衬底上制备了二维有序的金纳米团簇阵列.这一研究对利用金纳米棒颗粒来制备微纳光子结构及多功能光子器件等具有重要的指导意义.     

不同衬底上Au纳米颗粒制备及其光学特性

采用电子束金属蒸镀技术,在GaN、Al2O3、SiO23种衬底上蒸镀纳米级Au薄膜,通过快速热退火形成纳米颗粒(NPs).对其光学性质进行研究发现,Au NPs表面等离子共振耦合峰位与颗粒尺度、形貌乃至衬底关系密切.不同温度退火后,GaN衬底上形成的NPs共振波长位于黄红光波段,而Al2O3和SiO2衬底上的NPs共振峰位分别为550和525nm,处于绿光波段.依此,提出采用Au NPs与InGaN基LEDs耦合,以提高不同光发射波长出光效率的方案.     

C60室温荧光发射现象研究

对室温下C60在不同有机溶剂中所形成分散体系的荧光特性进行了研究，发现有机溶剂中3种聚集状态的C60构成了3个荧光发射中心，其中440nm区域的蓝色荧光是由体系中C60纳米颗粒发出的；575nm区域的黄绿色荧光是由体系中C60纳米颗粒团簇发出的；700nm区域的橙红色荧光是由体系中C60微晶发出的．溶剂分子与C60分子的特殊相互作用是C60在不同溶剂中形成不同聚集状态的原因．     

国Ⅵ直喷汽油机颗粒数量及微观形貌排气输运演变特性

开展了某一国Ⅵ直喷汽油机三元催化转化器（TWC）前、TWC后、汽油机颗粒捕集器（GPF）后3个位置的颗粒物采样及微观形貌研究,分析了发动机工况、TWC、GPF对国Ⅵ直喷汽油机尾气颗粒数量、粒径分布、微观形貌的影响。结果表明,该直喷汽油机尾气颗粒数量排放整体上呈单峰分布,低转速小负荷工况下,粒径<23 nm的颗粒数量较高。随着发动机转速和负荷的增大,峰值粒径向大粒径方向移动。直喷汽油机尾气颗粒物由“核?壳”结构基本碳粒子堆积形成,呈链状、枝状、簇状等结构;负荷增大,颗粒物尺寸略有增大,基本碳粒子重叠度增强,分形维数增大;转速增大,颗粒物尺寸减小,基本碳粒子重叠度减弱,分形维数减小。随着排气输运的进行,颗粒数量逐渐降低;TWC不影响颗粒的粒径分布形态,颗粒数量净化效率41.6%~94.2%,对<23 nm的小粒径颗粒净化效果较好,低转速小负荷工况的颗粒数量净化效率较高;GPF的颗粒数量净化效率约80%,23~100 nm颗粒数量净化效率较高,对粒径<10 nm的颗粒净化作用不大。TWC和GPF不影响颗粒物结构形式, TWC和GPF后颗粒物基本碳粒子重叠度减弱,分形维数减小。     

分形颗粒在低Reynolds数条件下传热特性

目前可用的单个颗粒传热计算公式是在假设颗粒为球形颗粒的基础上得到的,但实际颗粒与球体差异很大,其外形很不规则。但在涉及颗粒流的实际工业计算和相关数值模拟计算中,研究者们通常将实际颗粒近似看成球体,而能否简单采用这一球形假设,还有待进一步验证。该文通过自由漫步的方法生成了与实际颗粒很相似的分形颗粒模型,并运用分子运动论和气体扩散理论建立了分形颗粒在低Reynolds数条件下传热计算模型,研究了分形颗粒的传热特性。计算使用的颗粒直径范围为小于5μm。计算结果表明:分形颗粒在低Reynolds数条件下进行传热计算时,采用球形假设会产生很大误差,最大误差可达82%;分形颗粒的比表面积和分形维数对Nu有重要影响。     

煤燃烧过程中颗粒表面的特性

利用不同的方法计算不同阶段半焦颗粒的表面分形维数,讨论了各种方法之间的差异,并利用簇分析对半焦颗粒表面SEM图像的孔洞进行重构,计算出不同燃烧阶段半焦表面颗粒孔洞分形维数,揭示了燃烧过程孔洞的生长过程.研究表明,利用这些方法可以获得SEM图像定量信息,有利于进一步研究煤颗粒燃烧这一复杂过程.     

纳米流体导热系数的团簇宏观分析模型

提出了以颗粒团聚成统计平均尺寸的团簇宏观特征量计算纳米流体（纳米颗粒悬浮液）导热系数的物理数学模型.计算远比作者在2003年建议和报道的分形模型法简便.计算示例与讨论表明：所倡导的数理模型可给出纳米流体导热系数可信的预示值,对筛选和优化纳米流体具有一定的指导意义.     

纳米流体导热系数的团簇宏观分析模型

提出了以颗粒团聚成统计平均尺寸的团簇宏观特征量计算纳米流体(纳米颗粒悬浮液)导热系数的物理数学模型.计算远比作者在2003年建议和报道的分形模型法简便.计算示例与讨论表明:所倡导的数理模型可给出纳米流体导热系数可信的预示值,对筛选和优化纳米流体具有一定的指导意义.     

水热构筑管状ZnO及其形成机理

作者采用低温水热法在硅衬底上生成了微米级管状ZnO,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析样品的形貌和物相结构.在不同温度下对样品进行了热处理,实验结果表明,在723K下ZnO微管的结晶性能最佳.初步探索了此管状结构的形成机理溶液中先形成ZnO的球形颗粒并沉积在衬底上,然后形成中空结构,最终生长为六棱管状结构.