金属氧化物在微波场中升温行为的理论分析

本文不金属氧化物在微波场中的升温行为进行了讨论，认为其吸收微波的机制是：介质分子在微波场的作用下，其电偶极子随微波场的变化而取向，由于分子热运动和分子间相互作用力的阻碍，产生松驰极化效应，致使介质将吸收的微波辐射能量传递给晶格，造成介质的温度升高。并且晶体中是否有缺陷结构存在，是决定其吸收微波能力的一个主要因素。     

掺K钨酸铅晶体的计算机模拟

应用计算机模拟方法计算分析了掺杂K离子的PbWO4晶体，在不同杂质离子浓度下，K离子的位置及伴随的各种可能存在的缺陷的生成能，明确了晶体掺杂后的缺陷化学及相应的缺陷反应，揭示了低浓度掺K^ ：PbWO4的350nm吸收带减弱的原因．计算结果表明，高浓度掺K离子将消除420nm吸收带，改善PbWO4晶体的抗辐照损伤性能．     

晶体线缺陷--位错的发现历程

把晶体描述为原于完善的规则排列，是一种理想的情况。在实际晶体中，原于的排列或多或少地存在着偏离理想结构的区域，出现了不完整性--晶体的缺陷。科学家们对非完整性晶体的结构和非完整性是否是晶体的属性争论较多，晶体中微结构缺陷--嵌镶块等虽是常见的，但不是晶体的属性，这在1934年以后才逐渐为大家所认识。缺陷的三种类型中，在原子扩散中起主要作用的点缺陷(空位等)很容易被想象出；面缺陷(晶粒间界等)早巳得到确认；但位错这种线缺陷的发展却经历了一个非常艰难的历程。     

液态物质的微波峰值吸收频率

利用微波辅助萃取中草药有效成分是一种新的高效萃取方法,微波加热是其重要的物理机制之一．微波加热具有选择性,当外加微波频率与物质的特定吸收频率相等时,物质对微波产生最强烈的吸收,此频率称为该物质的微波峰值吸收频率．峰值吸收频率决定于物质的结构,在微波辅助萃取中使用微波峰值吸收频率可以极大地提高有效成分的萃取率．将动态氢键引入分子的激活能;基于液体胞腔理论模型建立了液态极性分子问相互作用能的表达式;利用Eyring黏度公式求解了分子的转动弛豫时间;利用介电损耗系数与弛豫时间的关系,建立了液态物质的微波峰值吸收频率与物质分子间结构、分子转动惯量和电偶极矩等参数间的关系式．将得出的理论关系式应用于水和苯的计算,理论计算值较好地符合实验测量值,有利于深化微波与物质作用的理论研究,对微波辅助萃取实验也有一定的指导意义．     

探索物质结构基本理论的教学

化学是一门研究物质组成性质、结构.变化以及合成等方面的科学.物质变化和合成可以通过物质性质推断确定,而物质的结构决定物质的性质.物质结构基本理论是一个抽象的问题,教材中的内容分散、浅显.近几年,物质结构和元素周期表在高考命题中,主要考查原子组成的概念、元素周期表位置、原子结构以及元素性质之间的关系、物质结构三维空间想象能力和有序推理能力等知识.而物质结构知识,特别是空间概念恰恰是学生的薄弱环节.下面就这个问题谈谈在物质结构基本理论教学中,如何利用教材内容的特点和不同教学方法,培养学生各种思维能力,提高学生创造能力的一些做法.     

自组装方法制作带有缺陷的三维光子晶体

采用自组装方法制作三维光子晶体及其反相结构，并将自组装方法与光刻技术联合，制备出具有各种缺陷的三维光子晶体。SEM显示出晶体具有较高质量，缺陷层也具有均匀性。     

光子晶体——微波光学设备

本书讨论了光子晶体的理论背景及其光学特性，介绍了大量的应用光子晶体的光学和微波设备。本书与已出版的光子晶体图书不同，不仅描述了理想的光子结构，更注重于从光子晶体到实际光学设备的实现。本书由六位不同研究领域的学者编写。     

KZnF3:Mn2+晶体光谱和EPR谱热移动的研究

对掺杂晶体，由于杂质离子的大小及其所带电荷与它所替代的基质晶体离子不同，这些杂质离子附近的局部结构和局部性质(如局部热膨胀系数和局部压缩率)就会与基质晶体的数据不一样．研究这些杂质中心的局部结构(或称缺陷结构)和局部性质对认识杂质与基质晶体的相互作用，进而认识材料掺杂     

钙钛矿氟化物ABF3晶体中Gd3+-VB和Gd3+-M+中心的四角畸变研究

当杂质离子进入晶体替代其中的离子时，由于杂质的大小(离子半径)和所带电荷常常不同于被替代的基质晶体离子而形成杂质中心，这些杂质中心的局部结构(或缺陷结构)就会不同于对应基质晶体结构．研究杂质中心的缺陷结构对认识杂质与基质晶体的相互作用很有益处．我们就拟研究立方钙钛矿氟化物ABF3(A=K，Rb，Cs；B=CA，Ca)中各种Gd^3 中心的局部结构，并从中总结出一些规律性．     

含氧空位的CaMoO_4晶体电子结构和光学性质的研究

用CASTEP软件包对含氧空位的CaMoO4(CMO)晶体进行了结构优化,计算了含氧空位的CaMoO4(CMO)晶体和完整CMO晶体偏振光的电子结构、介电函数和吸收光谱.计算表明,CMO晶体光学性质表现出各向异性,且其对称性与晶格结构几何对称性一致.计算得到的吸收光谱表明,完整的CMO晶体在可见光和近紫外线范围内不出现吸收带,而含氧空位的CMO晶体的吸收光谱却在1.84 eV(673 nm)处出现一个峰.CMO晶体中680 nm的吸收带的出现与CMO晶体中氧空位的存在相关.     

二维弯曲型线缺陷磁振子晶体的缺陷态性质

在磁振子晶体中首次引入弯曲型的线缺陷结构,利用超原胞近似下的平面波展开法,数值计算了由铁(Fe)圆柱正方排列于氧化铕(EuO)基底材料中构成的二维弯曲型线缺陷磁振子晶体的带结构和缺陷模的磁化强度场分布,研究了磁振子晶体中弯曲线缺陷结构的缺陷态性质.     

非晶中“缺陷”——流变单元研究

晶体物质的很多性能和特性是和其缺陷运动紧密联系在一起的.非晶态物质是复杂的多体相互作用体系,具有复杂的长程无序原子结构和独特的物理和力学性质.最近的研究表明非晶可能存在类似晶体的中的"缺陷"即流变单元.但是非晶固体是否存在类似晶体的缺陷,如何发现、表征以及建立非晶中流变单元与其性能、性质和特征的关系仍然是凝聚态物理和材料科学的难题.本文主要阐述非晶态物理和材料领域关于流变单元研究的最新进展、争议和展望.     

磷酸钇晶体物理性质及本征缺陷的研究

运用GULP软件并采用已有的势参数计算了理想YPO_4晶体的物理性质和本征缺陷,得到的晶体结构参数与实验结果基本吻合.根据计算得到的力学性质表明,YPO_4晶体在(100)方向的抗应变能力最强.对YPO_4晶体的热学性质的计算结果表明,不能忽略在高温条件下振动熵对YPO_4晶体本征点缺陷形成能的影响.由本征点缺陷形成能的计算结果得知氧空位和氧的弗伦克尔缺陷在晶体中相对容易形成.     

氩晶体导热性质的低维效应

为研究维数降低对材料导热性质的影响规律,采用非平衡分子动力学方法研究了60~120K氩晶体体材料和理想一维及二维低维结构材料的导热性质。计算得到氩晶体低维材料的热导率明显高于体材料的值,这不同于常规意义上由于界面等因素对载热粒子的散射作用而导致材料热导率减小的尺寸效应。氩晶体理想二维材料较之体材料的热导率有成倍的提高,而理想一维材料较之体材料热导率的增加可达到数十至数百倍。研究还表明低维材料导热性质的低维效应在较高的温度条件下更为显著。     

对不同掺杂浓度La3+:PbWO4晶体电子结构的研究

采用缺陷化学方法讨论了PbWO4晶体中不同浓度掺La^3＋时可能存在的缺陷团簇模型，通过GULP计算软件模拟计算了缺陷团簇中La^3＋离子最可能的替位位置，并通过基于密度泛函理论的离散变分DV-Xa方法计算得到相应的La3^＋：PWO4晶体的电子态密度．计算得到低浓度掺杂时晶体的禁带宽度变宽，高浓度掺杂时晶体的禁带宽度变窄．实验测得低浓度掺La^3＋时晶体的吸收边紫移，高浓度掺La^3＋时晶体的吸收边红移，计算结果与实验结果相符、计算表明，La^3＋：PWO4晶体中掺La^3＋可以有效地抑制420nm吸收.     

光子晶体加速结构的初步研究

用有限差分法计算了由金属棒按三角形晶格分布的二维光子晶体的带隙图，计算结果表明：当金属棒半径口和棒间距b比值小于0．2时，二雏光子晶体只有一务带隙，即若引入缺陷，可约束主模、抑制高次模．采用Microwave Studio计算了该种光子晶体微波加速结构的场型分布，结果显示当a／b〈0．2，类TM01模在缺陷中传输，类TM11模（横向模）能传出光子晶体．另外计算了结构尺寸公差对行波单元谐振频率的影响，还模拟计算了带有测试探针的由3个PBG单元构成的谐振腔的S参数．     

微波场中SrO—La2O3／ZnO催化剂的升温行为

微波能的传递与转化与被作用的物质的性质、结构密切相关。对于微波诱导的催化反应，催化剂选择适当，就能够利用微波场与催化剂间的相互作用而实现温升，并能对温度进行调控。我们用浸渍法制备了一系列ＳｒＯ－Ｌａ２Ｏ３／ＺｎＯ复合氧化物催化剂，考察了其在微波场中的升温行为，由此得出了在微波场中能达到较高温度的复合氧化物的最佳配比及最适宜的制备条件，从而为实现微波场中的催化反应创造了前提条件。     

利用原子力显微镜研究晶体缺陷

首次利用原子力显微镜研究晶体表面缺陷，给出了经腐蚀后的KTiOAsO4晶体表面铁电畴和位错蚀坑的清晰照片和定量信息。对实验结果和方法进行了讨论。指出这种实验方法具有放大倍数高，分辨率可达原子量级，可以给出物质表面结构的定量信息和立体图像等特点，并且具体探讨了利用原子力显微镜研究晶体表面缺陷的一些实验技术问题。     

金属氧化物纳米晶体的表面结构控制及功能调控的研究进展

晶体具有各向异性,不同晶面上的原子排布、成键方式等都不尽相同,从而导致各种晶面的物理和化学性质的差异,因此通过控制裸露晶面就可以调控晶态材料(特别是微纳米晶态材料)的相关性质.近年来,关于微纳米晶体的表面结构控制的研究已成为纳米材料的一个研究热点.在文中,首先简要回顾国际上在该领域研究的情况,然后着重介绍了在部分金属氧化物微纳米晶体的表面结构控制方面的相关研究进展.     

碳纳米管的本征微波吸收特性研究

从碳纳米管电磁参数和微波吸收特性的实验结果出发,分析探讨了碳纳米管的本征微波吸收机理,并得出结论:界面极化吸收、多重反射和散射以及螺旋型碳纳米管的手性微波吸收是碳纳米管的主要本征微波吸收机理.碳纳米管的结构缺陷能增强极化效应,从而增加介电损耗;碳纳米管所具有的小尺寸效应、表面效应(比表面积大)、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等有利于其微波吸收.碳纳米管的电容率值远大于磁导率值,碳纳米管是一种介电损耗型吸波介质.