三元硼碳氮化合物单壁纳米管的直接合成

本文研究以Fe-Mo/MgO作为催化剂,甲烷、硼烷、乙二胺为反应源气体,采用偏压辅助热丝化学气相沉积(HFCVD)方法直接合成了三元硼碳氮化合物单壁纳米管(BCN-SWNTs)。合成的BCN-SWNTs的结构类似于单壁碳纳米管,B和N原子取代了部分C原子的位置,从而3种原子形成了三元共价化合物纳米管,其中N含量在3—8atom%之间,B含量在2—4atom%之间。并通过透射电镜能量过滤元素成像等手段,证明B、C、N三种元素均匀地分布在单壁纳米管中。不同于碳纳米管由于复杂的手性问题导致的性质不可控性,硼碳氮纳米管的电子结构主要依赖于它的化学组分,与其几何手性无关,而且预测其能隙可以在石墨和氮化硼(0.0—5.5eV)之间调节。这些特有的性质为实现纳米管在电子和光电子等领域的应用开辟了新的途径,有望实现从性质不可控的碳纳米管电子器件到性质基本可控的硼碳氮纳米管电子器件的突破。     

单壁碳纳米管-环氧聚合物合成体电磁干扰屏蔽研究

南开大学化学学院陈永胜研究组与中科院物理所高鸿钧等以及美国宾夕法尼亚州立大学Peter C．Eklund合作，对基于单壁碳纳米管的纳米管-高聚物合成体进行了电学性质的测量和电磁屏蔽效应的研究。他们系统研究了单壁碳纳米管-环氧聚合物合成体的直流电导，得到了不同碳纳米管质量分数（P）样品的电导性质，发现质量分数为15wt％的样品拥有最高的电磁屏蔽效率，其对10MHz电磁波的屏蔽效率约为49dB，对500MHz到1．5GHz区间的屏蔽效率约为15—20dB。     

基于第一原理的双势垒磁性隧道结中量子阱共振隧穿效应研究

理论和实验研究表明，单壁碳纳米管在1．5GPa压强下存在结构相变。研究人员推测，伴随这种结构相变，其电学性质也存在转变，由金属性转变为半导体性。中科院物理所吕力研究组与清华大学以及美国和澳大利亚合作者，测量了单壁碳纳米管束的电阻随压强、温度和磁场的依赖关系，发现随着压强增加，在1．5GPa附近碳纳米管束发生从金属到半导体的相变。     

高强度复合纤维——利用连续网络结构与分子尺度耦合发挥碳纳米管的真正潜力

作为无缺陷的纳米尺度的结构单元,碳纳米管有着前所未有的力学性能。但是由于碳纳米管与聚合物基质之间结合较弱,其在复合材料中的潜能尚未得到完全发挥。本研究通过将由碳纳米管组成的三维网络结构与聚合物链段在分子尺度进行耦合,使碳纳米管的真正潜力在宏观尺度的复合材料中得以发挥。有着这种结构的复合纤维的力学强度相比于离散碳纳米管增强复合材料有了数量级的提高。不仅如此,纳米管与聚合物链分子尺度的耦合可以导致热固性和热塑性基体复合纤维的力学性质明显不同,表明传统的宏观复合理论不能解释这种纳米尺度的耦合行为。     

ZnO P型掺杂研究取得重要进展

ZnO是一种非常重要的制备紫兰光器件的宽禁带半导体新材料 ,ZnO的P型掺杂是ZnO光电器件应用的关键技术和基础。浙江大学硅材料国家重点实验室叶志镇课题组在973计划项目“信息功能材料相关基础问题”的课题“宽带隙异质结构材料生长及电学、光学特性裁剪”和国家自然科学基金重点项目的支持下在ZnOP型掺杂方面进行了系统深入研究并取得重大突破。课题组发明了三种ZnO的P型掺杂技术 ,申请了 8项国家发明专利。其中使用N、Al共掺技术和用MOVCD混合气体掺杂技术制备的P型ZnO ,电阻率最低为 1.5Ω·cm ,空穴浓度 10 18cm-3 ,空穴迁移…     

在铝及其合金表面制备仿荷叶表面超疏水结构

太赫兹（THz）辐射源是THz技术应用的关键器件。基于半导体的THz辐射源有体积小、易集成等优点。中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室曹俊诚等与加拿大国家研究理事会微结构研究所等单位合作，采用半导体共振光学声子设计和双面金属波导结构研制成功了激射频率为2．9THz的量子级联激光器。研究人员并进一步表征了一组除掺杂浓度外其它参数均相同的THz量子级联激光器，研究发现，     

磁控反应溅射与激光退火处理制备高浓度氮掺杂二氧化钛晶化薄膜材料

氮掺杂二氧化钛的光催化活性能够被可见光激活,从而大大提高其对太阳光能的利用效率。为了解决材料晶化与氮掺杂在晶化过程中损失这一矛盾,以制备出高浓度氮掺杂二氧化钛晶化薄膜材料,本文的研究发展出一种结合了磁控反应溅射与激光退火处理的新型非平衡态制备工艺。与传统的热处理工艺相比,激光退火处理能够获得具有更高氮掺杂浓度、更好晶化效果、更好可见光吸收效果的样品,在光催化分解有机污染物实验中展现出更优异的性能。激光退火处理晶化工艺可以在室温下进行,对于薄膜基体的影响范围非常浅,特别适用于晶化塑料/有机物基体上的薄膜涂层。通过在溅射薄膜中保持掺杂物浓度,激光退火处理能够获得传统工艺无法得到的材料性能。这种方法能进一步推广应用在其它材料体系中,制备出具有新性能的各种薄膜材料,以满足广泛的应用需要。     

掺杂对ZnO基材料气敏性能的影响

ZnO是一种重要的半导体材料,具有独特的电学、光学特性,在气敏传感器领域得到了广泛的应用.本文综述了掺杂对ZnO材料气敏性能影响的原理,以及贵金属、稀土元素、碱土金属元素、过渡族金属氧化物四类元素掺杂对ZnO材料的气敏特性的影响.     

富硼渣生态化综合利用技术

我国是世界上硼资源较丰富的国家之一,除青海、西藏等地的天然硼砂之外,64％集中在辽宁省,以硼镁矿和硼铁矿形式存在,其中B2O3储量占全国硼储量的58％。硼铁矿是一种含铁、硼、镁、硅及微量铀等的多元素共生矿,由于其结构复杂,共生矿物多,常规分离方法困难。     

AIN薄膜的发光性能

本文简要介绍了AIN的性质并总结AIN薄膜作为发光材料的研究现状,以及探讨AIN薄膜的不同掺杂元素的发光机理,最后就AIN薄膜作为优异的半导体发光材料的应用前景做了展望.     

三维有序纳米孔洞碳酸钙单晶材料的仿生构筑

自然界的生物矿化过程往往受到生物体的精细调控,从而生成各种具有复杂形态或多级有序结构并呈现出特定功能的生物矿物。利用自然界中的生物矿化原理来仿生构筑具有多级有序结构的无机功能材料不仅有助于揭示生物矿化机理,而且可以大大推动当代材料科学的发展,仿生材料合成因此得到人们的高度重视^[1]。另一方面,在微纳尺度上具有三维有序图案化结构的无机单晶材料是新型电子、光学器件的重要组成部件,而如何实现对其可控制备则一直是人们面临的一项挑战。作为一种典型的生物矿物,碳酸钙在自然界广泛存在于各种海洋生物体的外骨架中,     

长期光热稳定的染料敏化太阳电池

充足的能源是社会发展和进步的基本保障。化石燃料的极度损耗,激发了人们探索可再生能源的热情。近年来,低成本染料敏化太阳电池成为研究热点。利用新颖的光敏染料和电解质,结合高品质介孔半导体薄膜,得到了很好的结果,使这种电池成为可更新能源中的新星。2008年,染料敏化太阳电池在光热稳定这个决定其能否步入实用化进程的方面取得了突破性进展,中国科学家做出了巨大的贡献。染料敏化太阳电池的大规模生产和实用化指日可待。     

钯-路易斯酸体系催化苯酚选择性加氢生成环己酮

环己酮是一个重要的合成尼龙等材料的中间体,可通过苯酚加氢反应制备,但该反应过程的效率受到环己酮进一步加氢生成副产物环己醇的制约。本项研究表明,普通的商业负载型钯催化剂(负载在碳、氧化铝或NaY沸石上)和路易斯酸(如AlCl3)可协同促进苯酚加氢生成环己酮的反应。在适当条件下,苯酚转化率和环己酮选择性可同时接近100%。路易斯酸不仅促进苯酚加氢生成环己酮的反应,而且可有效地抑制产物环己酮被进一步加氢生成副产物的反应。在超临界CO2中反应效率还可大幅度提高。     

兰州重离子加速器冷却储存环全面优质建成并投入运行

兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）是我国自主设计建造的第一个大规模、高能量、全离子加速的重离子冷却储存环系统,属国家“九五”重大科学工程。它利用原有的兰州重离子回旋加速器系统（HIRFL）作注入器,采取主环CSRm与实验环CSRe耦合的双环结构,可将重离子束的能量从1—100MeV／u的低中能区提高到500—1000MeV／u高能区。同时利用空心电子束冷却技术将束流品质提高一个数量级,并提供包括放射性束RIBs在内的更多种类的重离子束,用以开展范围更广、精度更高的物理实验,是一个开展多学科交叉研究的大科学平台。2000年4月HIRFL．CSR工程由原国家计委批准开工建设,总投资2．935亿元;2005年9月建成并开始试运行;2008年7月30日通过国家验收且正式投入运行。验收意见指出,HIRFL-CSR工程全面优质完成了建设任务,实现了验收指标,其中主环加速碳、氩束流的能量和流强超过了设计指标,总体性能达到了国际先进水平。     

层状金属材料断裂行为的尺度与界面/晶界效应研究

本研究采用三点弯曲实验方法系统地研究了具有不同尺度组元层和界面结构搭配的Cu/Au和Cu/Cr层状材料的断裂行为及其尺度与界面/晶界效应。研究发现,组元性质、尺度和界面/晶界结构是影响金属多层材料变形和断裂行为的主要因素。对于具有"透明"界面的Cu/Au多层材料,其变形和断裂行为表现出显著的尺度效应,而具有"模糊"界面的Cu/Cr多层材料的塑性相对较差,其变形和断裂行为没有明显的尺度效应。基于理论分析,提出了高强高韧层状金属材料的多尺度层状结构设计思路。     

利用柔性多孔晶体高效储存/分离乙炔和二氧化碳

乙炔在工业和科学研究中非常重要,但其高活性（高纯乙炔的安全压缩压力小于2个大气压）限制了其存储与运输。此外,乙炔与二氧化碳具有相似的分子尺寸和物理性质,使得对其吸附分离变得困难。本项研究通过在多孔金属多氮唑框架（MAF）的孔道开口加入柔性侧基,获得了一个具有开关效应的新型多孔材料（MAF-2）。研究显示,合理的孔道表面结构加上柔性框架与动态侧基的协同效应,令MAF-2具备了独特的乙炔和二氧化碳吸附行为。该材料对乙炔的饱和吸附能力可达到119cm3g-1,而且常温常压下也可达到70cm3g-1。更重要的是,该材料的柔性行为使其吸附等温线不同于常规多孔材料。在实际应用条件下,MAF-2的乙炔吸附量随着压力增加而快速增加。在298K,1.0—1.5个大气压之间,MAF-2可以存储20倍其体积的乙炔,相当于同体积气体钢瓶有效储量的40倍。此外,在常温常压下,该材料具有非常高的乙炔/二氧化碳吸附比（3.7）,可望应用于这两种气体的分离,并减少吸附分离过程中的能耗。     

晶圆表面金属薄膜的纳米精度在线测量方法与实现

本文主要介绍了晶圆加工中的几何参数的纳米精度在线测量的原理、方法和测量仪器研究。针对化学机械抛光（ CMP ）中晶圆表面的金属膜厚的高精度快速在线和离线检测技术的要求，通过数值模拟和理论分析，研究了涡流传感器的参数对其灵敏度的影响规律，得到了提高灵敏度的新方法；实验验证了一种减小提离高度对膜厚测量精度影响的测量方法的有效性，并设计开发了快速多频测试系统；设计了电涡流在线和离线检测系统，并成功应用于国家重大专项项目“超低下压力化学机械抛光装备样机”中，实现了用电涡流方法进行全自动、快速、多模式、大提离条件下的晶圆金属膜厚度纳米级分辨率在线测量和晶圆抛光后铜膜厚度离线全局测量。     

从根子上实现气动计算湍流模型的突破

湍流是制约我国航空航天飞行器设计的卡脖子问题。在计算流体动力学（ CFD ）日益成为飞行器设计的主要手段时,如何构建湍流的数学物理模型是最突出的基础科学难题。我们以复杂系统的新认识为基础,从理论、实验、计算等多方面形成一个突破湍流世纪难题的新思路。理论上,我们构建了结构系综理论新框架,在物理思想上将经典的朗道平均场理论推广到非平衡系统,形成基于广义李群变换的多层结构模型;在方法上创新发展了序函数分析方法,从精确数值模拟和实验测量的经验数据中提炼湍流场的物理结构参数。这一工作在探索飞行器相关的壁湍流的物理对称性原理方面取得了圆满的成功,首次获得规范壁湍流的解析解,确认了新的普适卡门常数0.45。同时,我们以钱学森系统工程的思想为指导,组织了湍流实验和计算平台的建设,针对飞行器典型流场实现了实验、计算和理论的联合攻关,并组织实施了工程计算平台的建设。这些努力为新一代工程湍流模型的研制奠定了坚实的基础。     

0.1meV能量分辨率扫描隧道谱的发展及其在单自旋态探测中的应用

本研究利用低温扫描隧道显微镜研究了吸附在超导体表面上的磁性杂质诱导的束缚态。通过提高扫描隧道谱的能量分辨率,可以观察到对应于不同角动量散射通道的多重束缚态。该工作提供了一种探测单个自旋态以及研究磁性与超导相互竞争等的灵敏实验手段。     

惰性气体元素中文名之由来

文章主要目的是研究惰性气体元素中文名词氦、氖、氩、氪、氙、氡的形成。在19世纪末，这些元素名词是以意译方式出现，如阴（氩）与曦（氦）。在1907年《化学语汇》第一次提出氩、氦、氪等音译名词后，惰性气体元素中文译名便开始往音译名词上发展。而氖字，可能最早出现于1908年。氙字是首次出现在1933年出版的《化学命名原则》，然而在此前一年在化学讨论会所通过的是氤。至于氡字，是在1937年教育部所举行的化学名词审查会议中所决定的。