流体作用下黑山紫苏辉石由多体反应转变引起的超微结构演变

对承德斜长岩杂岩体中, 黑山苏长伟晶岩的紫苏辉石巨晶以及钛磁铁矿矿区的纤闪石化紫苏辉石的透射电子显微镜研究表明: 表生作用中, 在紫苏辉石的(100)裂理面上会生成诸如滑石、蒙皂石等层状硅酸盐矿物. 它们是云辉闪石多体间反应的产物. 透射电子显微镜观察到这些矿物由小至大的演变. 大多数情况下, 这些层状硅酸盐矿物最早生成于紫苏辉石晶体中出溶页片的界面上, 成一种菱形状的块体, 其边界与紫苏辉石的{210}单形平行. 此种菱形状块体可串连成脉状, 进而连成片. 其生成是受多体反应产物在原多体中成核机制控制的. 蚀变作用形成的纤闪石化紫苏辉石的超微结构特征则表明, 它是由于云辉闪石多体反应的体反应机制而形成.     

斜顽辉石加温产物中1.35nm周期的形成

辉石结构的a-b截面是呈“I”字形束(beam)排列。沿其a方向是由Si—O链层和八面体层相间排列而成,每两层八面体层或每两层Si—O层之间的距离接近0.45nm。辉石类矿物沿(100)面堆垛的八面体层倾转一般每隔两层或四层就产生重复,如斜方辉石、单斜辉石和原顽火辉石等沿a~*方向的堆垛就是偶数倍0.45nm重复周期。自1985年来,国内外陆续在陨石和斜长岩杂岩体辉石中观察到1.35nm的周期,它们是奇数倍0.45nm沿(100)面的     

下地壳地震深反射的可能载体: 来自层状辉长岩组构和高温高压波速实验的证据

通过对四川攀西地区层状辉长岩中斜长石和普通辉石晶格优选方位(LPO)的测量, 发现矿物定向主要表现在斜长石的[010]极密与辉石的[100]极密分别与面理垂直, 显示出一种与晶体结晶习性有关的生长组构, 与晶体在岩浆中结晶并受到一定的压实作用有联系. 利用矿物组构数据计算的地震波速度结构反映出较强的各向异性, Vp, Vs的各向异性分别为5.81%和5.54%. 高温高压条件下波速的测定结果显示出相似的特征: 层状辉长岩的纵波速度介于6.44~6.97 km/s, 纵波最大各向异性值为5.22%, Poisson比介于0.28~0.31. 通过对攀西层状辉长岩组构和波速结构的研究, 推断该区下地壳可能存在较大规模的层状辉长岩体或类似的层状地质体, 这种具有明显地震波各向异性的层状似层状介质是下地壳地震深反射的可能载体.     

结构水引起的榴辉岩变形组构和变形机制

运用电子背散射衍射技术研究了天然超高压榴辉岩中石榴石和绿辉石的变形晶格优选方位与其结构水之间的关系, 并探讨了榴辉岩的主要塑性变形机制. 研究结果表明: (1) 天然榴辉岩中富结构水的绿辉石具有典型的L或SL型组构, [001]轴极点在面理面上呈大圆环分布, 最大极密对应轴向近平行线理, (010)面极点为垂直线理分布的大圆环, 最大极密对应晶面近平行面理, 表征在剪切为主变形条件下形成; 绿辉石中结构水含量变化不会导致绿辉石变形组构特征大的变化, 即不改变变形机制和位错主滑移系, 但可能是造成绿辉石低流变强度的主因; (2) 榴辉岩中结构水含量变化可以造成石榴石流变性质的重大转变, 在无水条件下石榴石显刚性, 在富结构水条件下颗粒边界过程将主导石榴石的塑性变形并导致流变强度的下降, 在这两种情况下石榴石都不显示晶格变形优选方位. 该研究成果对深入了解榴辉岩在深俯冲和折返过程中的变形过程和机制及相关的流体活动具有重要意义.     

磁控溅射工艺引起硅表面超薄钝化层电子结构变化

通过真空热退火、有效少子寿命(πeff)的测量(利用微波光电导衰减μ-PCD法)和表面-界面光电子能谱分析(X-ray Photoemission Spectroscopy,XPS)等方法,研究了磁控溅射沉积ITO(Indium Tin Oxide)薄膜过程中,等离子体中载能粒子束(原子/离子和紫外辉光)对超薄Si Ox(1.5~2.0 nm)/c-Si(150μm)样品界面区的原子成键和电子态的损伤问题,并就ITO薄膜的硅表面电子态有效钝化功能进行了研究.结果表明,溅射沉积ITO薄膜材料后该样品的πeff衰减了90%以上,从105μs减少到5μs.但是,适当退火条件可以恢复少子寿命到30μs,表明Si Ox/c-Si之间界面态的降低有助于改善氧化层的钝化效果.ITO薄膜和c-Si之间Si Ox薄层的形成和它的结构随退火温度的变化,是导致界面态、少子寿命变化的主要原因,且得到了XPS深度剖析分析的确认.     

单斜辉石中富钾出溶体: 对芝麻坊橄榄岩来源深度的限定

在苏鲁超高压变质带的芝麻坊石榴石橄榄岩的单斜辉石中发现了定向排列的富钾叶片状出溶体相. 综合研究表明, 这种出溶体与金云母的成分相当, 电子衍射也与金云母的指标参数相吻合, 其形状为直径1 μm左右、长度约5~30 μm的叶片. 透射电子显微镜研究显示, 这种与金云母成分相当的富钾出溶体的(001)面平行于单斜辉石的(100)面定向排列, 电子衍射分析该出溶体为1M多型. 高分辨晶格条纹像也显示出层状矿物在[001]方向所特有的堆垛层错的特征. 这种含有1M多型的富钾出溶体的单斜辉石来源可能达到240 km的地幔深处, 因此是超高压板片折返初期降压出溶的结果.     

分子筛负载铜催化剂的原子尺度结构解析

<正>分子筛是一类具有规则孔道结构的结晶性硅铝酸盐,主要由硅(Si)、铝(Al)、氧(O)等元素组成. Si、Al等元素组成一个个硅氧四面体的结构单元,然后通过氧和氧之间的原子桥连接,形成多种多样的环、棱等拓扑特征.目前,国际分子筛协会数据库中已经收录了超过250种的分子筛,其中40多种是天然的拓扑结构,而其余210多种都是人工合成的.     

原位红外光谱法研究(CdS)_4分子簇在八面沸石笼内的形成

纳米(nm)级的CdS半导体分子簇具有良好的非线性光学和光能储存等特性.当簇的尺寸小于5nm时,表现出“量子限定”的特性,即位于分子簇界面上的原子,它与分子和体相晶体内的原子不相同,相应地改变了它的光吸收特性,纳米DdS分子簇相对体相晶体CdS,光吸收产生了蓝移.在具有纳米尺寸微孔,并以周期性排列的沸石晶体内,合成CdS分子簇,它的尺寸应小于HY沸石的超笼(直径1.3nm)和β笼(直径0.9nm)的孔直径,这类分子簇的结构测定已不能采用常规的X-衍射法(只能定出晶粒在2.5nm以上的固体).采用EXAF法只能定出原子间的间距,需配合理论模型进行拟合计算.这里建议的原位IR谱法,以沸石表面羟基为探针,结合已知的沸石笼内阳离子分配的位置,能更简便地定出分子簇在笼内形成的结构,并能跟踪合成步骤观察到它的形成过程.     

Cl与H2O在Fe (100)表面共吸附的稳定结构与电子特性

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Cl与H₂O共同吸附于Fe(100)晶面上的稳定几何结构与电子特性, 得出了Cl与H₂O在Fe(100)晶面上的最稳定吸附位置、相应的能量关系及表面电子结构特性. 研究结果表明, Cl与H₂O在Fe(100)晶面上的最稳定吸附位置为Cl在桥位, H₂O在顶位; Cl的存在使Fe(100)/(H₂O+Cl)共吸附体系能量升高, 表面功函数减小, H₂O与Fe(100)表面夹角增大, 基底表层Fe原子有明显的弛豫与再构现象发生, O 2p轨道在-5 eV附近有明显肩峰, Fe 3d轨道在费米能级附近电子态密度显著改变. 研究从几何结构和表面电子特性两方面说明了有Cl存在时表层Fe原子更趋于不稳定而易于失去电子.     

FT-IR及MAS NMR法研究富硅超稳八面沸石的酸性

用(NH_4)_2SiF_6处理Y沸石所得富硅八面沸石是80年代后期开发的新一代裂化催化剂的活性组分。近几年来对其理论研究颇为重视。其裂解活性和高选择性的关键问题是与Al原子所处的微观环境有关的羟基排布及其酸强度。Beyerlein,Carvajal等认为Si(OAl)的存在对于达到强酸性是必要条件,但适量的非骨架Al的存在,B酸L酸的协同催     

Si(100)-2×1表面一维Ag原子链形成机制

最近Hashizume等人用扫描隧道显微镜(STM)发现,在低覆盖度下,Ag在Si(100)-2×1表面,吸附于两dimer链间的凹槽(grooves),并形成一系列的Ag原子线性链,这些链都垂直于Si表面的dimer列,这与传统的Ag(或碱金属)原子链沿着dimer列方向的观念不同.同时,Samsavar等人用STM,光电子谱和高能电子衍射HEED等也得到了类似的结果,并进一步推测Ag原子恰好“掉入”凹槽中形成直线形的Si—Ag—Si结构(即吸附高度为零),但他们对一维Ag原子链的形成机制却未给出任何说明和解释.本     

三元Al-Cu-Si共晶合金的深过冷与快速凝固

在常规凝固条件下, 液态铝合金由于容易氧化而难以达到深过冷状态. 本文采用熔融玻璃净化法并结合循环过热实现了液态Al_80.4Cu_13.6Si₆三元共晶合金的深过冷和快速凝固, 研究了实验过程中一定冷却速率下合金熔体过热度与过冷度的相关规律, 获得的最大过冷度为147 K (0.18T_E). 不同过冷条件下三元共晶均由α(Al)固溶体、(Si)半导体相和θ(CuAl₂)金属间化合物三相构成. (Al+Si+θ)三元共晶中, (Si)小平面相独立生长, 非小平面相(Al)和θ相以层片方式协同生长. 在小过冷条件下, 只有(Al)固溶体作为领先相形成. 当过冷度超过约73 K时, (Si)相能够领先形核并生长为初生相. 小过冷时合金的凝固组织由初生(Al)枝晶、(Al+θ)二相共晶和(Al+Si+θ)三元共晶组成; 大过冷时则主要由初生(Si)块、(Al+θ)二相共晶和(Al+Si+θ)三元共晶组成. 随着过冷度的增大, 凝固组织中初生(Al)枝晶的体积分数减小而初生(Si)块的体积分数增大.     

铝掺杂对硅基薄膜电致发光的影响

采用双离子束共溅射技术，通过对由Al,Si和SiO2组成的复合靶的溅射制备出掺铝的富硅二氧化硅复合薄膜（AlSiO)。其中铝和硅在薄膜中的含量可通过改变靶面上铝和硅秘占的表面积来调节。在所有的样品中，在可见光范围均观察到仅有一个位于510nm的电致发光（EL）谱峰。实验结果表明，在一定的工艺条件下适量的掺铝可明显地改善EL的启动电压及发光强度。     

高分子直接插层构建纳米层状异质结构及高效储能应用

<正>二维层状材料,如过渡金属硫化物(TMDs)、过渡金属碳化物或氮化物(MXenes)、六方氮化硼(h-BN)、石墨氮化碳(g-C3N4)、层状金属氧化物等,因具有优异的电学性质和易于加工等特点,在能量转化和存储方面有着广泛的应用前景.然而,体相二维层状材料一般多以层间范德华力作用形成堆叠结构,极大妨碍了材料活性位点的充分暴露和     

高场磁体用套管法Nb_3Al超导线材制备及性能

采用套管法,结合挤压、拉拔和轧制等塑性加工过程制备了Nb3Al超导线材前驱体长线,并利用自主设计制作的急热急冷(~2000℃,RHQ)装置对线材样品进行RHQ热处理和低温成相退火,获得了高性能的Nb3Al超导线材.结果表明,该线材由管状Nb3Al超导体、Nb基体骨架和孔洞组成;即通过RHQ热处理使Al芯与周围的Nb实现固溶体化,并留下孔洞,随后的低温成相退火使Nb-Al固溶体生成了管状Nb3Al超导体,而在距离Al源较远的位置则留下未反应的Nb基体骨架.通过扫描电子显微镜和磁化率测量显示,该线材中Nb3Al超导体具有精细的晶粒尺寸(50~100 nm)和良好的晶粒连接性;不同样品的起始超导转变温度(Tc)均达到了约17 K,表明该线材中Nb3Al超导体的Nb/Al原子比接近理想的3:1.因此,利用套管法有望制备出满足下一代高场磁体应用的高性能Nb3Al超导线材.     

CO分子在Rh低指数面及(331)台阶面上的吸附

应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)及推广的LEPS势对CO-Rh低指数表面体系及(331)台阶面体系进行了系统、全面的研究, 并获得了全部临界点特性. 提出了分子吸附态振动指纹的概念. 理论计算及振动指纹分析表明, 在Rh低指数面及(331)台阶面上的吸附存在共性：随着覆盖度的增加, CO分子先后垂直吸附于顶位、桥位, 且顶位为稳定吸附位, 桥位次之. 在(100)面上, CO分子在顶位、桥位分别获得了2009, 1946 cm^-1的本征振动, 二者之间的结合能之差为0.09 eV; (110)面上, CO分子则分别获得2019, 1961 cm^-1的本征振动; (111)面上, CO分子分别在顶位、桥位、洞位产生了2000, 1912, 1894 cm^-1的振动频率, 三者的结合能依次下降, 顶位、桥位之间的结合能差为0.03 eV; (331)面上, CO分子吸附于(110)台面及(111)台阶面上的顶位以及两等价顶位间的桥位, 分别获得2018, 1987 cm^-1; 1969, 1927 cm^-1的本征振动.     

形状退磁因子对层状磁电复合材料的影响

传统层状磁电复合材料理论模型认为层状磁电复合材料的磁电性能只与压电和压磁原材料以及层厚比有关, 而与其面内尺寸(长度和宽度)无关. 研究了面内尺寸对层状磁电复合材料的磁电性能的影响. 结果表明, 层状磁电复合材料的磁电性能强烈依赖于其面内尺寸, 根本原因是由于尺寸的变化导致了形状退磁因子的变化, 从而引起磁电性能的变化. 从理论和实验上证明了随着面内尺寸的变化, 磁电性能将明显变化. 随着面内尺寸的增加, 层状磁电复合材料的磁电性能将逐渐增加. 这可为磁电器件的合理设计提供依据并推动磁电器件的发展.     

氧气在Al(001)面吸附的第一原理研究

采用基于广义梯度近似(GGA)交换关联近似的超软(ultrasoft)赝势和具有三维周期性边界条件的超晶胞模型, 用第一原理计算方法, 计算并分析了氧分子在Al(001)面吸附的价键结构和局域电子结构. 超晶胞表面为2×2原胞, 共有14层原子, 其中铝原子9层, 真空5层. 氧分子层与表面铝原子层的距离为一倍面间距, 选用了几种不同的初始吸附形态. 结果表明, 氧气在Al(001)面时, 分子键平行于铝表面时容易被吸附, 分子键垂直于铝表面时不容易被吸附. 吸附过程中价键的分析表明, 氧分子在O₂/Al(001)界面的吸附过程有两种形式: O₂→(O₂)^2&#8722;→2O^&#8722;→2O^2&#8722;和O₂→(O₂)^&#8722;→O^2&#8722;+O, 吸附过程与氧气在Al(001)面初始吸附形态有关.     

(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx缓冲层上生长高各向异性磁电阻Ni0.81Fe0.19薄膜的研究

用直流磁控溅射方法制备了以(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx为缓冲层的Ni0.81Fe0.19薄膜, 研究结果表明:当缓冲层厚度约为4.4 nm, Cr的浓度约为36(原子百分数)时, Ni0.81Fe0.19薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值较大, 其最大值达3.35%. 原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)研究表明:Ni0.81Fe0.19薄膜AMR值最大时, 其表面平均晶粒尺寸最大, Ni0.81Fe0.19(111)衍射峰最强.     

由非晶晶化带备的纳米晶Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9表面的扫描隧道显微镜研究

非晶态Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金在晶化温度以上退火,可以形成由直径10—20nm、具有体心立方结构的Fe(Si)固溶体微晶及4—5个原子层厚的晶界非晶相组成的纳米微晶合金.与非晶态合金相比,具有饱和磁感强度高、矫顽力低、高频损耗低等优点,是一种综合性能极佳的新型软磁材料.