量子尺寸效应诱导的选择性分子吸附和自组装结构

报道了在纳米铅岛上生长有机半导体分子红荧烯形成的二维自组装结构.在较低的覆盖度下,由于铅岛的量子尺寸效应,不同厚度的铅衬底对红荧烯分子的相互作用不同,红荧烯分子优先吸附在铅岛的偶数层,形成规则的自组装结构.随着红荧烯覆盖度的增加,当红荧烯盖满整个铅岛表面时,由于不同层数的铅对红荧烯的作用不同,红荧烯薄膜发生结构相变,形成了一种新的自组装结构.在这种结构中,观察到红荧烯薄膜的应力释放条纹.     

在Cd(0001)基底上制备单斜相的红荧烯薄膜

利用有机分子束沉积和超高真空-低温扫描隧道显微镜,研究了红荧烯在Cd(0001)表面上的自组装和薄膜生长过程.研究发现:在低覆盖度下单个红荧烯分子斜躺在基底表面,表现出3个不同亮度的突起,并出现了手性特征.随着覆盖度的增加,红荧烯形成自组装的单层结构,每个分子仍保持斜躺的姿态,但单个分子的形貌非常依赖偏压,在高偏压下表现出3个突起,在低偏压下表现出4个突起.之后,第二层的红荧烯发生了取向相变:分子由斜躺变为站立,且在第二层出现了两种不同的结构.第一种是链状分子结构,第二种是一个新的单斜相.特别是,此前曾有人利用第一原理计算预言了该单斜相的存在,但一直没有得到实验证实.此次研究成果可以为制备新型红荧烯发光器件提供新的选择和思路.     

分子间单重态激子裂变的动力学过程与电荷转移模型的实验研究

电荷转移模型是解释分子间单重态激子裂变过程的一个重要理论机制,然而对此模型的合理性仍然存在争论,对模型中涉及的电子转移过程也缺乏研究.本实验以具有激子裂变特性的红荧烯分子为研究对象,通过双源共蒸发的方法制备了4个系列红荧烯掺杂的混合薄膜,并在室温下分别测量了混合薄膜的光致发光谱及其瞬态衰减曲线.理论上,基于"S_1+S_0?1~(TT)_i?T_1+T_1"三状态反应模型,采用耦合的速率方程组对所有的发光衰减曲线进行了拟合,得到了激子裂变过程中所涉及的重要速率常数.根据每种材料的摩尔质量与摩尔体积,计算了混合薄膜中红荧烯分子的平均间距.实验发现:红荧烯分子间的电子转移过程具有量子隧穿的特点,激子裂变过程的速率随分子间距的增大呈现出明显的指数下降规律.上述结果符合电荷转移模型的特征,可作为支持电荷转移模型的实验证据,这对于澄清激子裂变的微观图像具有重要价值.     

有序体系与无序体系中单重态激子的裂变过程及其磁场效应

利用单重态激子的裂变机制,被认为是提高有机光伏器件量子效率的一种可行途径.然而,在非晶态薄膜中有机分子的取向是杂乱的,能否在排列杂乱的分子之间发生有效的激子裂变过程,是制约这一方法的重要问题.本实验中,在室温下测量了红荧烯掺杂有机薄膜光致发光的磁场效应与光致发光的瞬态衰减,由此计算出了薄膜中红荧烯分子间激子裂变速率的磁场效应.基于Merrifield的唯象理论,研究了薄膜中分子排列有序与排列无序两种情况下激子裂变速率磁场效应的差异.将实验数据与理论曲线相对比,显示出掺杂薄膜中的激子裂变过程主要发生在排列无序的红荧烯分子间.这从实验上证明了在非晶态有机固体中可以发生有效的激子裂变过程.而激子裂变过程的速率主要与材料中的载流子迁移率有关.     

表面修饰调控锑烯SbX(X＝－CN，－NC)的电子结构与光学性质

利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝势方法,计算单层锑烯,腈基(－CN)和异腈基(－NC)表面吸附单层锑烯的晶体结构, 电子结构和光学性质.计算结果显示：经过修饰后,锑烯的buckled值变小,转变为准平面结构.同时,本征、－CN修饰、－NC修饰、－CN和－NC同时修饰锑烯均具有很好的稳定性,具备实验合成的可能性.电子结构的分析表明,－CN或－NC修饰的锑烯呈现狄拉克材料特性,而用－CN和－NC同时修饰时则转变为直接带隙半导体,带隙为0.024 eV,且能带结构具有较好的线性色散.光学性质表明,修饰后的锑烯的吸收边发生红移,对红外光及可见光的吸收效果增强,这表明其在纳米光电子器件和太阳能电池等领域中具有潜在的应用前景.     

拓扑绝缘体Sb_2Te_3和Bi_2Te_2Se薄膜电子结构的第一性原理研究

为理解拓扑绝缘体纳米薄膜的电子性质,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统研究拓扑绝缘体Sb2Te3和Bi2Te2Se密排面(0115)薄膜由1层增加到5层的电子结构。通过计算发现对于Sb2Te3密排面(0115)薄膜,随着薄膜层数递增,G点的能隙逐渐减小,当膜厚为5层时,薄膜表现出金属态;Bi2Te2Se密排面(0115)薄膜电子结构也表现出类似的特性。研究结果表明:随着薄膜厚度的增加,Sb2Te3和Bi2Te2Se(0115)薄膜不具有体材料绝缘性,却表现出拓朴绝缘体表面无能隙的金属性。     

单层Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜电子结构与光学性质的理论研究

文章利用第一性原理计算研究了厚度为1QL(quintuple layer)的Bi_2Se_3单层薄膜的成键特点、电子结构和光学性质。电荷密度差分分析表明,1QL薄膜内Bi与Se原子层间除表现为强度不同的共价键成分外,还有电荷转移引起的弱的离子键成分。光学性质计算表明,薄膜的光学性质表现出不同于体相的特征。介电函数虚部在低能区和高能区分别出现2个多峰结构,而且相对于体相,2个多峰结构分别发生明显的蓝移和红移现象。低能区的蓝移与近期的实验结果是一致的,而高能区的红移是首次预测的。结合电子结构计算,把蓝移和红移归因于表面电子态之间以及表面与体电子态之间耦合作用所致。此外,相对于体相,在介电函数实部和电子能量损失谱中也观察到峰位移动,而且反射系数的多峰结构的能量分布范围比较广,表明薄膜具有较低的光学透明度。     

激光薄膜层裂技术的理论建模及相关诊析技术

以定量检测Al2 O3薄膜 /steel体系薄膜界面动态结合强度为目的 ,应用改进激光层裂装置 ,利用高功率脉冲激光冲击薄膜表面能量吸收层产生向基体内部传播的高幅应力波 在自由表面应用激光探针对心记录到达该面的应力波引起的振动位移 通过应力波分析、数据处理和数值模拟 ,建立了应力波传播与衰减模型 经过应力波相关技术表征 ,建立了关于界面损伤发展的 3个阶段 :初始脱粘、裂纹扩展、薄膜剥离的新的层裂判别准则 同时 ,根据应力波的到达时间和衰减方式 ,提出估计层裂面尺寸的计算方法     

激光薄膜层裂技术的理论建模及相关诊断技术

以定量检测Al2O3薄膜／steel体系薄膜界面动态结合强度为目的,应用改进激光层裂装置,利用高功率脉冲激光冲击薄膜表面能量吸收层产生向基体内部传播的高幅应力波。在自由表面应用激光探针对心记录到达该面的应力波引起的振动位移。通过应力波分析、数据处理和数值模拟,建立了应力波传播与衰减模型。经过应力波相关技术表征,建立了关于界面损伤发展的3个阶段;初始脱粘、裂纹扩展、薄膜剥离的新的层裂判别准则。同时,根据应力波的到达时间和衰减方式,提出估计层裂面尺寸的计算方法。     

利用发光磁效应分析高温环境对OLED中激子演化的影响

本文制备了基于红荧烯(Rubrene)材料的有机发光二极管(OLED),并利用磁电致发光效应(MEL)分析了高温环境对器件中激子演化的影响.器件的MEL在高、低外加磁场范围内的线型特征表明,室温下激子的演化以单重态激子分裂(STT)过程为主,而在420 K环境温度下,器件的STT过程减弱,但出现了系间窜越(ISC)这一激子演化过程.结合器件的表面形貌、发光-电流特性、电流效率和光谱,我们认为高温环境导致Rubrene薄膜中产生了大量的结构缺陷,限制了器件内部极化子对和激子的扩散,提高了单重态和三重态极化子对间的转换效率,从而导致高温环境下出现不利于内量子效率的ISC过程.但缺陷对激子的俘获作用会抑制单重态激子向三重态激子的转换,导致STT过程在高温环境下减弱,从而提升器件的内量子效率.本研究不仅有利于理解高温环境对Rubrene型OLED器件中激子演化过程的影响,还提供了一种利用有机发光磁效应无损探测器件发光层结构改变的技术方案.     

测量手征媒质特性的一种新方法

常用的测量手征媒质特性的自由空间法和封闭结构法都有一些缺点。现提出采用金属介质波导（ＭＤＷ）的新方法。ＭＤＷ波导是一种过尺寸波导,但是,理论分析实验结果都表明,只要采用适当的ＴＥ１０－ＨＥ１１模转换器,ＭＤＷ波导中ＨＥ１１模的交叉极化电场分量很小,可看作是线极化。同时,ＭＤＷ波导是方形波导。因此,可以用它来测量手征媒质的极化旋转特性,与常规波导法相比,ＭＤＷ波导法的样品尺寸可大五倍以上,因而更能满     

气象数据仓库建立及数据统计与挖掘

将数据仓库技术应用于气象数据,建立气象数据仓库,利用联机分析的快速数据统计和数据挖掘的自动知识发现技术,从海量历史数据中发现知识,为气象服务提供决策支持,以期数据资源的充分利用且同时服务于实际气象应用领域。     

气象数据仓库建立及数据统计与挖掘

将数据仓库技术应用于气象数据,建立气象数据仓库,利用联机分析的快速数据统计和数据挖掘的自动知识发现技术,从海量历史数据中发现知识,为气象服务提供决策支持,以期数据资源的充分利用且同时服务于实际气象应用领域。     

Modified natural zeolite as heterogeneous Fenton catalyst in treatment of recalcitrants in industrial effluent

Industrial effluents with high recalcitrants should undergo post-treatment after biological treatment. The aim of this study was to use cheap and abundantly available natural materials to develop heterogeneous Fenton catalysts for the removal of colored recalcitrants in molasses distillery wastewater(MDW). The pellets of zeolite,which is naturally available in many countries, were modified by pre-treatment with sulphuric acid, nitric acid and hydrochloric acid, before embedding on them the ferrous ions. The effects of p H and temperature on heterogeneous Fenton were studied using the modified catalysts. The sulphuric acid-ferrous modified catalysts showed the highest affectivity which achieved 90% color and 60% TOC(total organic carbon) removal at 150 g/L pellet catalyst dosage, 2 g/L H_2O_2 and 25 °C. The heterogeneous Fenton with the same catalyst caused improvement in the biodegradability of anaerobic effluent from 0.07 to 0.55. The catalyst was also applied to pre-treat the raw MDW and increased it's biodegradability by 4%. The color of the resultant anaerobic effluent was also reduced. The kinetics of total TOC removal was found to depend on operation temperature. It was best described by simultaneous first and second order kinetics model for the initial reaction and second order model for the rest of the reaction.     

SOME REMARKS ON THE POLYMERIZATION REACTION ENGINEERING

In this paper,we overview beifely some of our key projects that had contridubted to modifyprevious author's conclusions and put forward new viewpoints that are being underinvestigation.The novel ideas worth mentioning are the calculation of the sequence distributionon the copolymerization with a new version of probability suggested,the characterization of stepgrowth polymerization that indicates the MDW may not be continuous in theory,and after all,the Nylon 6 polymerization engineering exploitation where the concept of water activity is usedin place of concentration so as to extend the applicability'of the kinetic model proposed previous-ly.     

具有优良绝缘性能的Ta2O5介质膜

介绍了一种具有优良绝缘性能的Ｔａ２Ｏ５介质膜,它由溅射／阳极氧化二步法工艺制备而成。用原子力显微镜对Ｔａ２Ｏ５膜进行了表面形貌分析,对它的电特性进行了测试,并与溅射Ｔａ２Ｏ５膜和阳极氧化Ｔａ２Ｏ５膜进行了比较。结果表明,溅射／阳极氧化Ｔａ２Ｏ５膜的漏电流比溅ＴＭＤＦＡ２Ｏ５膜和阳极氧化Ｔａ２Ｏ５膜分别减少了３－４和１－２个数量级,击穿场强也远高于后２种膜。     

Al－Ti合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构

着重研究了Ａｌ含量顺次递增的３种组分，Ａｌ－Ｔｉ合金阳极氧化膜的化学组成及微观结构。用ＸＰＳ俗分析表明：氧化膜是由Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２组成，经ＡＥＳ深度剖面分析得到了两者之间的比例，并推理出膜的微观结构模型，用ＳＥＭ观测了３种膜的表面形貌，清楚地看到：合金组分不同，膜的致密度不同。ＸＲＤ实验证明：氧化膜的晶型较复杂，且有取向。     

Structural and electrical properties of ZnO films on freestanding thick diamond films

In this paper, ZnO films are deposited on freestanding thick diamond films （FTDF） by plasma-assisted metal organic chemical vapour deposition （MOCVD）. Diethyl zinc （DEZn）, O2 and N2O are applied as precursors and different substrate temperatures are used to achieve high quality ZnO films. The influence of substrate temperature on the properties of ZnO films is systematically investigated by X-ray diffraction （XRD）, Hall measurements and electron probe microanalysis （EPMA）. Experimental results demonstrate that ZnO films deposited at 600℃ and 73 Pa display a fine electrical quality and Zn/O atomic ratio plays an important role in the electrical property of ZnO films.     

静电辅助的气溶胶化学气相沉积法制备Y2O3薄膜

采用静电辅助的气溶胶化学气相沉积的方法成功地在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XRP)对薄膜进行了表征.SEM分析结果显示,薄膜的颗粒为纳米级的,并且薄膜致密、平整.AFM分析结果表明,薄膜的粗糙度为11nm.由XPS分析可知,薄膜为基本上符合化学计量比的氧化物.附着力测试表明,Y2O3薄膜与Si衬底的附着力为4.2N.X射线衍射分析结果表明,沉积得到的Y2O3薄膜在热处理前为非晶结构,热处理之后薄膜具有立方晶体结构,并且沿(111)面择优生长.     

聚苯胺/聚砜导电塑料薄膜的制备及性能研究

采用相分离原位聚合法制备了聚苯胺/聚砜(PANI/PSF)复合膜,结果表明,复合膜的正面(与溶液接触的一面)是绿色的,而反面是白色的.复合膜的表面形态和化学组分用FT-IR和SEM进行了表征,探讨了温度、时间、反应剂浓度对复合膜电阻的影响,热重分析显示,PANI/PSF复合膜的热稳定性高于纯的聚砜膜.