Crystal and electronic structure study of Mn doped wurtzite ZnO nanoparticles

The change in the crystal and electronic structure properties of wurtzite ZnO nanoparticles was studied according to Mn doping in the powder samples. The investigations were conducted by X-ray Absorption Fine Structure Spectroscopy (XAFS) technique for the samples prepared with different heating and doping processes. Electronic analysis was carried out by the collected data from the X-ray Absorption Near-Edge Structure Spectroscopy (XANES) measurements. Additional crystal structure properties were studied by Extended-XAFS (EXAFS) analysis. Longer heating periods for the undoped wurtzite ZnO samples were determined to own stable crystal geometries. However, for some doped samples, the distortions in the crystal were observed as a result of the low doping amounts of Mn which was treated as an impurity. Besides, the changes in oxygen locations were determined to create defects and distortions in the samples.     

超声-浸渍法制备介孔MnO_2及其性质表征

采用超声-浸渍法,以SBA-15为硬模板、Mn(NO_3)_2为锰源制备出介孔MnO_2. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附-脱附以及热重-差热方法(TG/DTA)对样品的物理结构进行表征;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗(EIS)考察样品作为超级电容器电极材料的性能. 结果表明,样品MnO_2复制了SBA-15的介孔结构,比表面积、平均孔径分别为282m~2·g~(-1)和2.75nm;介孔MnO_2作为超级电容器电极材料,具有良好的动力学可逆性,电荷转移电阻小,电化学活性较高,首次放电比容量为285F·g~(-1),循环500次后仍保持在210F·g~(-1).     

Gal-xZnxNO光催化剂粉体的制备及其表征

在氮化镓中添加其他元素，有可能使其宽禁带变窄，从而提高其作为光催化剂的光利用效率．在1123K的氮化温度下，用氧化镓（Ga2O3）和氧化锌（ZnO）粉末与流动的NH3反应900min制备出黄色的氮化镓与氧化锌的固溶体Gal-xZnxNO探讨了制备工艺对所得粉体的影响，通过x射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）以及紫外可见吸收光谱（UV—Vis）研究Gal-xZnxNO的晶体结构和光学性能．所得Gal-xZnxNO的粉末呈六角纤锌矿结构，紫外可见吸收光谱表明该物质的吸收峰位于可见光范围内．     

LiKSO_4单晶体的XPS实验研究

以 XPS 研究了 LiKSO_4 单晶体的电子结构,首次给出该晶体(0,0,1)面的XPS 光电子能谱。基于对O1s谱峰的解析描述了该晶体电子结构的某些特点。文中还得到了质量相当高的价带光电子谱,并将其与Li_2SO_4的价带电子结构进行比较加以讨论。     

Ni_(100-x)P_x合金的X射线谱学研究

利用X射线吸收精细结构(XAFS)和X射线衍射(XRD)研究了化学还原法制备的不同磷含量的Ni_(100-x)P_x合金的原子和电子结构.结果表明,当x=10时,磷元素的掺入导致了NiP样品中fcc结构的镍晶格扭曲和膨胀,Ni-Ni第一近邻配位的键长约增加0.03 A.随着磷含量的增加,膨胀和扭曲加剧,当x达到14左右时,样品的fcc-Ni晶格被完全破坏,从而形成非晶态NiP合金.X射线吸收近边结构(XANES)的结果表明,低磷含量(x≤10)时NiP样品的电子结构没有明显的变化,随着磷含量的增加,Ni4p态的分布变得宽化和越来越弥散.而当x达到26时,有大量电荷从Ni原子转移到P原子.     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成嵌锂电极材料

选用金属醋酸盐和柠檬酸配体,采用溶胶-凝胶法合成出锂离子电池正极材料L i1.05M n2O4.通过优化溶液的pH值和合成温度,包括预烧温度和灼烧温度,制备出纳米尺寸颗粒占13.05%的样品.X射线衍射分析表明,样品为尖晶石型结构,晶格常数a=0.823 nm.扣式电池充放电性能测试的结果表明,合成的L i1.05M n2O4样品具有良好的充放电循环性能,0.1 C充放电循环100次容量损失仅为4.5%.     

新型配合物[Ni（Hpdc）（2,2’-bipy）（H2O）2]·H2O的合成和结构表征

采用水热法合成了一种新型配位化合物[Ni(Hpdc)(2,2’-bipy)(H2O)2].H2O(H3pdc=3,5-吡唑二甲酸,2,2’-bipy=2,2’-联吡啶)。用热重分析、元素分析、红外光谱对该配位化合物进行了表征,用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构。结果表明标题化合物属三斜晶系(空间群Pī),金属离子位于一个变形八面体的中心。镍(II)以六配位的方式,与三个氧原子和三个氮原子进行了配位。构成晶胞的四个配合物分子通过氢键相互连结,芳香环间未形成π-π相互作用。     

新型配合物[Ni（Hpdc）（2,2’-bipy）（H_2O）_2]·H_2O的合成和结构表征

采用水热法合成了一种新型配位化合物[Ni（Hpdc）（2,2’-bipy）（H2O）2].H2O（H3pdc=3,5-吡唑二甲酸,2,2’-bipy=2,2’-联吡啶）。用热重分析、元素分析、红外光谱对该配位化合物进行了表征,用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构。结果表明标题化合物属三斜晶系（空间群Pī）,金属离子位于一个变形八面体的中心。镍（II）以六配位的方式,与三个氧原子和三个氮原子进行了配位。构成晶胞的四个配合物分子通过氢键相互连结,芳香环间未形成π-π相互作用。     

Mn掺杂GaSb的电子结构和光学性质

采用第一性原理方法,交换关联泛函采用局域密度近似,并对计算体系电子的库仑能进行了修正,即采用LDA+U的方法计算研究了Mn掺杂GaSb半导体材料的能带结构和光学性质.研究结果表明:Mn掺杂GaSb体系(Mn-GaSb)的光学性质得到了有效改善,大大提升了对红外光区、远红外光区光子的吸收幅度,其中Mn替代Ga(Mn@Ga)缺陷对改善GaSb半导体材料的光学性能最为明显.Mn掺杂引入的杂质能级有效降低了掺杂体系的禁带宽度,Mn@Ga缺陷的引入增强了GaSb体系的电极化能力和对红外光区光子的吸收.Mn元素的掺入浓度及Mn元素的掺杂位置对Mn@Ga缺陷体系的光学性能均有影响,最佳Mn原子掺杂摩尔比为12.5%,此时Mn@Ga缺陷体系的光学吸收谱在红外光区的吸收幅度最大,同时均匀掺杂避免了光生电子-空穴对复合中心的形成,有效提高了GaSb半导体材料对红外区、远红外区光子的吸收转换效率和GaSb半导体材料的光催化性能.     

正交相Al4(Cr,Fe)的结构研究

通过单品X射线衍射的方法确定了成分为A180.6c10.7Fe8.7的正交相Al4(Cr,Fe)的晶体结构．该单胞中共有11个晶体学独立原子位置被Cr/Fe占据，其中有10个原子呈二十面体配位．28个位置由Al原子占据，其中5个原子是二十面体配位．由于结构中有大量的点位存在这种情况，所以导致二十面体的有效本位数CNeff≠12．     

La_(0.67)Sr_(0.33)Mn_(1-x)Fe_xO_3体系的正电子湮没研究

采用固相反应方法制备了名义成分为La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0x0.2)的系列样品.利用X射线衍射、激光拉曼、正电子湮灭等实验手段并结合输运测量,对该系列样品进行了研究.结果表明,各样品均为正交钙钛矿结构;随着掺杂量的增加,样品的电阻率ρ急剧变大,绝缘体-金属转变峰随着掺杂浓度x的增加,峰值对应温度向低温区移动,这是由于样品内部晶体结构的变化所导致的.掺杂样品中缺陷及电子结构的变化与掺杂浓度密切相关,这主要是由于样品中的Mn3+被Fe3+所替代,部分Mn3+-O2-Mn4+铁磁双交换作用键被打断,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争以及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素的影响所导致的.     

Heusler合金Mn2NiAl的电子结构、 磁性质及四方变形的第一性原理

利用基于密度泛函理论的第一性原理, 计算Mn₂NiAl的晶体结构、 四方变形、 磁性、 电子结构和压力响应. 计算结果表明: Mn2NiAl在立方奥氏体相的平衡结构为铁磁态MnMnNiAl型结构, 其中Mn原子占据A和B不等价晶位; 在由立方结构向四方结构的变形中, 在c/a≈1.24处存在一个稳定的马氏体相; 在奥氏体相和马氏体相下, Mn原子对Mn2NiAl总磁矩的贡献最大,  Mn(A)和Mn(B)原子磁矩的值不等并呈反平行耦合, 且Mn(A)-d和Mn(B)-d的投影态密度在费米面附近交叠均较少,     

萘的六氮取代衍生物电子结构和非线性光学性质

在量子化学半经验PM3方法优化几何结构的基础上，采用FF／PM3方法，讨论了萘的六氮取代物及其对位被推、拉电子基团取代衍生物电子结构和非线性光学性质的变化．用NDDO方法计算体系的电子光谱，探讨了分子电子结构对电子光谱及非线性光学性质影响的微观本质．     

基于第一性原理的BaTiO3晶体电子结构和光学性质研究

应用第一性原理模拟得到了完整的压电材料BaTiO₃晶体的态密度、介电函数、吸收光谱、复折射率和复数光电导谱.计算结果表明,介电函数虚部、吸收光谱、复折射率和复数光电导谱的峰值位置存在对应关系,它们均与BaTiO₃晶体的的电子结构有关.计算结果与实验结果基本相符.     

配合物[Mn（4-PTZ）_2（H_2O）_4]·2H_2O的合成和晶体结构

利用5-（4-吡啶基）四唑（4-PTZ）与氯化锰合成了一种新型的超分子配合物[Mn（4-PTZ）2（H2O）4].2H2O,通过X-射线单晶衍射技术对其进行了表征。结果分析表明：该配合物属三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数a=0.7315（4）nm,b=0.7859（5）nm,c=0.8682（5）nm,α=90.909（8）。,β=91.738（8）。γ=100.400（8）。,Z=1。配合物由1个Mn原子、2个4-PTZ、4个水分子和2个结晶水分子构成。Mn原子的配位数为六,并处于八面体的配位环境,分别与4个水分子的氧原子和来自2个4-PTZ上的N原子配位。通过各种氢键作用形成了二维网状结构,进而层与层之间的氢键和π-π堆积作用将该化合物扩展为三维空间结构。     

化学改性二氧化锰结构表征

应用扩展X射线精细结构（EXAFS）技术及光电子能谱研究改性MnO2的结构,结果表明：掺杂原子进入了MnO2晶格中,锰的第一壳层配位数下降,并且增大高壳层配位原子的无序度。     

La掺杂YB6的电子结构与光学性能的第一性原理研究

为了探究掺杂对材料光学性能的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理的平面波赝势方法研究313 K时YB6、La0.125Y0.875B6、La0.250Y0.750B6的电子结构、能带结构和光学性能。结果表明,La替换Y原子掺杂YB6使总态密度和能带结构能量下降,随着YB6中La掺杂量增加至25%时,材料会明显降低对近红外线的反射率和吸收系数,反而增加透过性。     

Er_(1-x)(Gd,y)_xAl_3(BO_3)_4晶体生长及其光谱特性

采用 Li_2B_4O_7、 K_2M为_3O_(10) 两种助熔剂生长了新型 Er_(1-x)(Gd,y)_xAl_3·(BO_3) _4激光晶体。研究了助熔剂的蒸发特性,测量了它们的蒸发活化能。用x 射线衍射法测量了晶体的结晶温度。详细地测量了该晶体的光谱并给出了Er~(3+)在该晶体中的能级结构图。     

纳米复合永磁合金Nd9Fe85-xB6Mnx的XAFS研究

为了研究淬火速度及Mn掺杂对纳米复合Nd-Fe－B磁性材料微结构的影响,利用XAFS技术对不同淬火速度的Nd9Fe84.5B6Mn0.5样品及退火和未退火的Nd9Fe84.5B6Mn0.5（x－0．5和1．0）样品,进行了Fe原子局域结构的分析。结果表明,纳为复合Nd9Fe84.5B6Mn0.5噘性材料随着淬火速度的增另,Fe原子的最近邻配位距离单上,而配位无序度的变化较为复杂。退火前,掺杂微量Mn原子进入磁体的Nd2Fe14B主相晶体结构,掺杂量不同对主相局域结构的影响有明显差异。退火后,Mn原子退出磁体的主相结构,进入晶界或产生富集,没有发现掺杂量不同对主相局域 结构的影响,但对整个磁体的磁性仍然有不同的影响。     

用XANES研究Ga_(1-x)Mn_xN稀磁半导体的Mn原子的局域结构

利用基于实空间多重散射的XANES研究了Ga1-xMnxN(x=0.01,0.25,0.10)稀磁半导体中Mn原子的局域结构.结果表明在低Mn含量(摩尔浓度)的Ga0.990Mn0.010N样品中,Mn原子替代了GaN中的Ga,以替位形式存在.当Mn含量增加到0.025时,部分Mn原子处于被4个Ga所包围的间隙位,并与替位Mn原子形成了MnGa-MnI二聚体.当Mn含量进一步增加到0.100时,样品中的Mn原子主要以Mn团簇形式存在.