2013-26 科技期刊亮点

提出新并五苯单晶生长方法国家纳米科学中心江潮通过实验和理论模型系统研究了并五苯有机小分子薄膜初始生长层形貌结构对有机薄膜晶体管器件电学性能的影响。研究人员提出单层薄膜二维晶粒边界模型,揭示了初始生长层晶粒大小对晶体管器件载流子迁移率及栅极偏压下阈值电压移动量的影响。同时,通过理论拟合计算得出有机晶体管器件结构在现有实验条件     

晶圆级二维单晶材料生长的研究进展

低维材料因其原子级的物理尺寸而拥有独特的物理化学性质. 以石墨烯为代表的二维材料具有优越的光学、电学、力学及热学性能,在电子、光电、能源、催化等领域具有巨大的应用潜力. 大尺寸、高质量的单晶材料是大规模高端器件的应用基础. 为此,研究者们致力于实现晶圆级二维单晶材料的制造研究. 利用化学气相沉积法(CVD)制备二维材料具有薄膜质量高、可控性强、均匀性好等优点,因此,CVD成为制备高质量二维单晶材料的首选. 文章从二维导电石墨烯、绝缘氮化硼和半导体过渡金属硫族化合物入手,总结了近年来利用CVD技术外延制造二维单晶薄膜的研究进展,讨论了大面积二维单晶材料的制备策略与生长机理,指出了目前存在的问题,对未来高质量二维单晶薄膜的制备方法进行了展望. 该综述为进一步推动二维单晶材料的规模化应用提供借鉴.     

Fe-Ni-C粉末触媒体系金刚石的合成与表征

利用FeNi粉末触媒在六面顶压机上进行工业金刚石单晶的合成与表征. 结果表明: 在Fe-Ni-C体系合成了优质的六面体、 六-八面体及八面体金刚石单晶; 金刚石{111}晶面的生长属于二维层状生长机制; 金刚石中的包裹体主要由FeNi合金组成.     

砷化镓材料技术发展及需求

介绍了HB、LEC、FEC、VCZ、VB、VGF砷化镓单晶炉及生长技术,分析了各种生长技术的优缺点及发展趋势。HB砷化镓多晶合成和单晶生长可以同时完成,生长温度梯度小、位错小、应力小;其缺点为不易生长半绝缘砷化镓单晶材料。LEC法生长过程可见,成晶情况可控,可生长大尺寸、长单晶;其缺点是晶体温度梯度大、位错密度高、应力高、晶体等径控制差。VB/VGF法生长出的单晶位错密度和残留应力比LEC法低,晶体等径好,适合规模生产;其缺点在于容易产生双晶、线性缺陷和花晶,过于依赖生长系统重复性和稳定性。     

有机非线性材料DAST单晶微片的生长及研究

研发了一种有机非线性光学晶体4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)单晶微片的生长方法。首先使用表面支持快速蒸发结晶法制备出了DAST微晶,再通过在甲醇的饱和蒸气压下自组装培养生长成DAST单晶微片。此方法获得的DAST单晶微片不仅厚度均一,而且具有极好的晶体表面质量。另外,还对DAST单晶微片的紫外可见吸收和荧光光谱以及二阶非线性进行了分析和研究。     

VGF法SI-GaAs单晶生长工艺与固液界面形状的研究

阐述了VGF法SI-GaAs单晶生长工艺中非平坦形固液界面形成的原因,分析了由此导致的单晶尾部径向电阻率不均匀性分布及单晶可利用率低的原因。在等径生长阶段引入VB走车工艺,并通过实验验证了VB走车工艺的应用效果,有效改善了固液界面形状和单晶尾部电阻率不均匀性,提升了SI-GaAs单晶的可利用长度。     

弯曲碳纳米管表面包覆偏硼酸锌单晶及其矫直碳管之机理

国际上首次在多壁碳纳米管表面生长了偏硼酸锌单晶包覆层. 通过SEM, TEM观察, 发现包覆后的碳纳米管-偏硼酸锌单晶复合棒直径从几十到几百纳米不等. 值得注意的是原本弯曲的碳纳米管在单晶包覆后变直了. 结合实验结果, 建立了一个二维模型, 对晶体在碳管表面成核及生长进行了解释, 并探讨了弯曲碳管被矫直的机理.     

Nd掺杂对Bi4Ti3O12单晶的结构和电学性能的影响

采用高温溶液生长法生长铁电Bi4-xNdxTi3O12(BNdT)单晶,并研究了BNdT的结构和电学性能.XRD结构精修的结果表明Nd掺杂将导致晶格常数和晶胞体积发生变化,铁电性能的测试表明Nd掺杂降低了BNdT单晶的剩余极化,BNdT的自发极化的估算和铁电测量结果有着相同的变化趋势.Nd的A位掺杂同时也导致BNdT单晶沿各个方向漏电流密度的减小,而由于(Bi2O2)2 层的存在,BNdT单晶沿c方向显示出更低的漏电流密度.     

铜、钴在Pt(111)面上电结晶过程的现场ECSTM研究

利用电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)现场观察Co、Cu在铂单晶(111)面上的电结晶成膜过程。结果表明：Cu在铂单晶(111)面上的电结晶过程在欠电位下为层状平面生长，而本体沉积为三维岛状生长；Co在铂单晶(111)面上的电结晶过程无论是低过电位还是高过电位都呈三维岛状方式生长；Co、Cu电结晶过程均随过电位升高，成核数目增加。     

C_(60)晶体生长初探

:C60单晶的制备是一个动力学过程,与许许多多的因素有关,很小的微扰就可能直接影响到单晶的成核与长大的形状.本文试图用单晶生长理论,对单晶制备中出现的“各种角度的孪晶”,“较大的枝蔓晶”和“台阶生长的空心晶体”等进行分析,以便能找出生长单晶的最佳工艺条件和理论依据.     

Crystallogeny fundamentals of the cholesterol gallstone

The nucleation mechanism and crystal growth process of the cholesterol gallstone are studied and a systematic theory expounded by crystallogeny is proposed. Normal feed and stone-forming feed were used to raise guinea pigs in the control and stone-causing groups respectively. The state and transformation of liquid crystal vesicles, the appearance of crystal nuclei, and the formation of microcrystal grains were observed under a polarizing microscope during the experimental period. It was found that the liquid crystal vesicles in the bile of the control group were small, scattered, and always existed as single forms, and no shaped gallstone crystals were formed. While in the stone-causing group, liquid crystal vesicles grew to larger ones, and then aggregated to form large liquid crystal cells. Solid crystal growth along the edge of these liquid crystal cells formed microcrystal grains. These demonstrated that bile liquid crystal vesicles form the basic nuclei of cholesterol gallstone. Heterogeneous nucleation is the common process in the formation of crystal nuclei and crystal growth.     

Crystallogeny fundamentals of the cholesterol gallstone

The nucleation mechanism and crystal growth process of the cholesterol gallstone are studied and a systematic theory expounded by crystallogeny is proposed. Normal feed and stone-forming feed were used to raise guinea pigs in the control and stone-causing groups respectively. The state and transformation of liquid crystal vesicles, the appearance of crystal nuclei, and the formation of microcrystal grains were observed under a polarizing microscope during the experimental period. It was found that the liquid crystal vesicles in the bile of the control group were small, scattered, and always existed as single forms, and no shaped gallstone crystals were formed. While in the stone-causing group, liquid crystal vesicles grew to larger ones, and then aggregated to form large liquid crystal cells. Solid crystal growth along the edge of these liquid crystal cells formed microcrystal grains. These demonstrated that bile liquid crystal vesicles form the basic nuclei of cholesterol gallstone. Heterogeneous nucleation is the common process in the formation of crystal nuclei and crystal growth.     

液晶的磁旋光特性

为深入了解液晶的磁旋光特性，利用矩阵方法分析研究了液晶的旋光效应，导出了液晶旋光的矩阵表示．通过测量磁场作用下向列型液晶的旋光角及透射比，研究了液晶的磁旋光特性．详细分析了磁场对液晶分子轴旋转和透射比的影响，做出了液晶分子轴旋转角和透射比与磁场强度关系的曲线．通过改变磁场方向进行实验测试．发现液晶的旋光方向与垂直入射液晶盒的磁场方向无关。     

随机晶场作用的Blume-Capel模型的相图研究

在有效场框架下,运用切断近似的方法,取自旋S为1的三维简立方格子,对随机晶场作用的Blume-Capel模型(BCM)相图进行研究,重点探讨随机晶场浓度和不同的晶场分布形式(晶场比率参数α)对相图的影响,具体分析了4种晶场分布形式:晶场稀疏分布,正负晶场对称分布,正负晶场非对称分布和负晶场随机分布,并给出相应的相图。在晶场稀疏情况下,三临界点(TCP)存在于一定的晶场浓度范围内,低温区域出现相变线的重入现象和晶场简并模式;α=-1.0和α=-0.4时,临界点存在的晶场浓度范扩大,相图出现正晶场分布,特别当α=0.4时,三临界点始终存在,重入现象和晶场简并模式消失,二级相变线始终与晶轴没有交点,相变线均无趋于∞,磁有序相范围减小。     

甲酸钠晶体生长及其性能

合成甲酸钠晶体，测定其在水中的溶解度。采用降温法从ｐＨ＝９的水溶液中生长出外形完整的大尺寸单晶，并对该晶体进行红外光谱，差示扫描量热测量、晶体透光率和晶体粉末倍频效应测试。还讨论了结构与性能的关系。     

非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射-透射研究

通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析,研究了光轴平行于入射面时,非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性.根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件,利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系,得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件.然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系,联系两表面处的边界条件,计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率.应用得出的计算方法,计算了石英(正晶体)薄膜和铌酸锂(负晶体)薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系.结果表明,计算方法正确,不仅适合正晶体对负晶体也适用,求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用.     

二季戊四醇和季戊四醇分离结晶动力学研究

从结晶粒径与晶核数密度关系，晶体生长速率与成核速率关系着手，研究了二季戊四醇和季戊四醇的结晶动力学特性。通过对两种不同物质结晶特征的分析，成功地从季戊四醇废渣中结晶分离二季戊四醇，一次结晶纯度达到90％以上。     

二维三角离子晶体马德隆常数的计算

马德隆常数是离子晶体结构的一个重要特征参数.采用埃夫琴晶胞推导了计算二维三角离子晶体的马德隆常数的通项公式.计算结果表明:二维三角离子晶体的马德隆常数比二维正方离子晶体的小,而比一维离子晶体的大,从而验证了马德隆常数随着晶体配位数的增加而增大的论断.     

水热法KTP晶体生长及形貌特征

晶体宏观形态和表面微形貌特征是晶体生长机制的具体反映,通过对晶体形貌特征的研究,探寻晶体生长的规律,为进一步改善晶体的质量打下基础。通过对水热法KTP晶体(磷酸钛氧钾,KT iOPO4,KTP)宏观形态和表面微形貌的研究,首次发现了KTP晶体中高指数晶面和{100}单形晶面上的螺旋生长纹,探讨发现高指数晶面和{100}单形晶面上螺旋纹的形成原因主要是溶液的过饱和度偏低以及籽晶的悬挂方式,为生长高质量的KTP晶体,提出了增大原材料溶解区与晶体生长区的温度差、改变籽晶的切向和悬挂方向等建议。     

大型钢锭底部沉积锥形成的计算机模拟

提出了大型钢锭底部沉积锥由等轴晶组成,其来源有三部分:顶部结晶雨的下落;侧壁枝晶熔断和折断形成的自由晶沉积到底部;沉积锥本身的凝固生长。分析了影响结晶雨下落和侧壁枝晶熔断和折断的主要因素,指出侧壁枝晶的熔断和折断是由液体金属内部的自然对流引起的温度起伏与其本身的机械冲刷造成的,形成的自由晶量正比于液体金属内部的自然对流强弱程度和液体金属在枝晶间的渗透率。用计算机计算了沉积锥高度和钢锭的凝固速度,计算结果和资料介绍的结果对比表明,建立的大型钢锭沉积锥形成的模拟方法可靠。