利用“热壁扩散”法在金属衬底上生长C60单晶薄膜

自从石墨电弧放电制备克量级C_(60)的方法发现以来,研究不同衬底上C_(60)薄膜的生长行为就一直是科学家关注的热点之一.制备高质量的C_(60)薄膜,不仅在基础研究方面,而且在应用方面都具有重要的意义.例如,对于碱金属掺杂的C_(60)超导体,利用高质量的C_(60)单晶薄膜可以获得较窄的超导转变温区和较高的转变温度.此外高质量的C_(60)单晶薄膜对于研究由C_(60)和金属或半导体组成的双层膜或多层膜的非线性光学性能也具有重要的意义.C_(60)薄膜在不同衬底上的生长行为与许多因素有关,其中最重要的是衬底表面的原子排布是否与C_(60)的晶格相匹配,C_(60)与衬底之间是否存在电荷转移和是否存在键合.迄今为止,许多研究工作报     

配位聚合物[Nd2(C8H5NO4)3·4H2O]∞的单晶结构

报道了具有菱形隧道的配位聚合物:[Nd2（C8H5NO4）3·4H2O]∞的单晶结构.它有两个晶体学独立的金属Nd（Ⅲ）离子中心,每个金属Nd（Ⅲ）离子处于8配位的环境中.8个配位的氧原子中7个氧原子来源于6个5-氨基间苯二甲酸有机配体,另一个氧原子由配位水提供.羧基通过η1,1和η1,3方式连接两个Nd3+.晶体数据:三斜晶系,空间群P1,a=1.03680（5）nm,b=1.66934（15）nm,c=0.88221（14）nm,α=99.754（2）℃,β=111.169（4）°,γ=85.400（4）°.一部分配体在平行于ab面连接金属Nd（Ⅲ）形成分子梯,另一部分配体沿着c轴分子梯构成菱形隧道,同时配位水分子和氨基悬挂在隧道中.     

Nd3+∶GdAl3(BO3)4晶体的光谱性质和强度参数

报道了Nd_xGd1-_xAl₃ (BO₃ )₄(简称为NGAB)晶体的光学性质 .测量了NGAB晶体的折射率 ,室温吸收谱及室温荧光谱 .根据J-O理论计算了NGAB晶体的振子强度 ,拟合参数Ωλ(λ =2 ,4,6 )分别为 :Ω2 =1 80 5× 1 0 ^-20 ,Ω4=1 81 5× 1 0 ^-20 ,Ω6=3 793× 1 0 ^-20 (RMS =1 4× 10^-7) .计算了NGAB晶体的光谱参数 ,其中τ_tot=377.5 2 6 μs,β_c(⁴F_3/2 →⁴F_{11/ 2} ) =0.523.     

C60单晶的电导和介电特性

C_(60)是近年来发现的碳的第三种稳定的同素异形体,由于其独特的性质,愈来愈受到人们的关注,并开展了大量的研究工作,例如:C_(60)的制备、C_(60)的结构研究、掺杂C_(60)超导体和C_(60)单晶的生长等。当然还有很多问题需要深入研究。但是,由于迄今所生长的C_(60)单晶尺寸都不够大,在一定程度上限制了某些工作的开展,例如C_(60)单晶的电学和光学特性等的研究。 我们曾专门设计、安装了双炉单温度梯度生长炉、双炉双温度梯度生长炉和“提拉”汽相法生长C_(60)单晶的装置,生长出高质量大尺寸的C_(60)单晶,其线度在2mm左右。这就为C_(60)单晶特性的深入研究提供了条件。此外,我们还专门设计制造了一个特殊的电测量装置,以便进行电导和介电特性的研究。     

C120O2 , C120OS和C120S2的电子结构及红外光谱

采用PM3半经验分子轨道法,在几何构型全优化的基础上考察了C120XY（X,Y＝O,S）分子和部分离子的稳定性,电子结构和红外光谱,计算结果表明,除了C120O2－和三重态C120O2离子外,在五元外中平均引入一个双键,体系能量增加约30－42kJ/mol,计算还发现,中性分子和其相应离子几何构型相差不大,如键长变化小于0．001nm,还有,从氧化物到硫化物前线轨道能级变化很小,C120O2^2-和C120OS^2-的两种异构体的三重态离子均比其单重态离子更为稳定,这意味着两种离子遵从Hund规则,振动分析的结果表明C120O2和C120OS分子的红外图谱与实验结果相符,三重态C120 O2^2-离子的谱图与中性分子的相比较,吸收峰位置变化很小,但是振动强度明显增加。     

掺铁Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3单晶的生长及性能研究

采用改进的布里奇曼法(坩埚下降法)生长了掺0.3%(摩尔分数) Fe的0.74Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃- 0.26PbTiO₃(PMN-0.26PT)单晶. 系统研究了该单晶的生长、结构、介电和热释电性能, 并与纯PMN-0.26PT单晶进行了比较. 研究发现, 掺杂晶体的畴宽度明显大于纯晶体; 单晶的矫顽场和剩余极化都明显增大; 在居里温度以下, 介温谱上出现两个大的异常, 温度较纯晶体更接近于室温. 实验结果表明, 掺杂离子通过缺陷偶极对2Fe′_Ti -V^••_o对畴起钉扎作用, 增加了晶体的矫顽场, 降低了晶体的介电常数和介电损耗, 提高了晶体的探测优值, 并保持高的电压响应优值, 这对PMN-PT单晶的实际应用非常有利. 这种高性能的热释电和压电单晶的掺杂改性研究将会更好地增进对其高性能本质的理解.     

激光熔凝Al72Ni12Co16 中十面体准晶的生长

以展宽的激光束为加热源,在超高温度梯度条件下Ａｌ７２Ｎｉ１２Ｃｏ１６合金中获得了单相、十面体准晶定向生长组织．Ｘ射线衍射、透射电子显镜、扫描电子显微镜和光学显微镜分析结果表明：在上述条件下定向凝固组织中为单相十面体准晶相;该相呈小平面形态并以侧向方式生长。十面体准晶中的周期性和准周期性的原子结构和熔池中的外延生长条件是影响形态的主要因素。实验结果与Ｔｏｎｅｒ原子结构生长模型预测相符。     

NO2无Doppler增宽的磁场调制激光光谱

在可见光波段利用饱和吸收高分辨激光光谱方法可以获得无Doppler增宽的分子光谱线,从而得到分子基态和激发态的许多精细量子结构的信息,作为一些应用的重要依据.对某些谱线非常密集的分子来说,实现高分辨测量是有一定难度的.NO_2分子就是一个例子,虽然它是简单三原子分子,但是它在可见光波段时X~2A_1→A~2B_1电子跃迁谱带却非常复杂,原因是相邻电子态之间的相互微扰,使得谱密度很高,谱线重叠十分严重.由于谱线过于拥挤,在进行高分辨光谱测量时,如果没有足够高的信噪比,就无法将饱和Lamb凹陷从背景中提取出来.这也是迄今为止没有能在密封吸收池中对NO_2分子的可见光谱线实现无Doppler     

新型非线性光学晶体硼酸铋(BiB3O6)的晶体生长和性能

利用顶部籽晶法生长了尺寸为44mm×24mm×10mm,重24.7g的BiB3O6单晶.对籽晶制备、单晶生长以及遇到的问题进行了详细的报道.利用四圆衍射仪测定了晶体结构a=7.1203(7)A,b=4.9948(7)A,c=6.5077(7)A,β=105.586(8)°,V=222.93(5)A3.利用分光光度计测试了190～3200nm的透光波段,透过率为80%左右.BiB3O6是双轴晶体,利用偏光显微镜和X射线衍射仪,进行了晶体折射率主轴的定向工作,结果是b∥X,(a,Z)=31.6°,(c,Y)=47.2°.利用1.06μm光源获得了高达67.7%的倍频转换效率,也得到了(1.06+0.532)μm→0.355μm的三倍频效应.BiB3O6晶体不潮解.     

晶体LaAlO3:Eu中Eu3+的光谱分析

本文针对LaAlO_3:Eu的晶体结构特征,利用DSCPCF模型和不可约张量方法,首次推导出D_3场中的配位场微扰矩阵元,设计了配位场理论算法和计算机程序,可用于三角对称稀土配合物的光谱解析,我们具体计算分析了LaAlO_3:Eu的低温荧光光谱的归属,结果与实测值相当一致.D_3点群的状态按照子群链关系SO(3)的不可约表示进行划分,相应的基向量标记为|(γSL)JιгPρ>,其中J,Г,P分别表示SO(3),O和D_3群的不可约表示符号,ρ是P的行标,且为三维旋转群基向量|JM>的线性组合,其中变换系数S_(M,P_ρ)~(J,ιг)=sum fromγS_(M,ιгγ)~JS_(γ,P_ρ)~(ιг)由文献[1]查得.若定义T_m~k为:则由张量算符方法和Wigner-Eckart定理,得到所有稀土4f~N(N=l,…,13)组态各支谱项在D_3场中的配位场微扰矩阵元表达式,仅为6个T_m~k参数的线性组合:线性组合系数f_m~k可按照J值分类列出.三个系数a,b,c与具体组态的支谱项有关.由理论分析可知,LaAlO_3:Eu具有D_3对称性,中心Eu~(3+)离子周围有12个氧原子配位,选择坐标系的OZ沿三重对称轴C_3,OX在垂直于c晶轴的平面、偏离a晶轴-30°角,则得到配位多面体[EuO_(12)]中配位氧     

a-Si/SiO2超晶格结构的非线性光学性质

用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了a-Si/SiO₂ 超晶格. 利用TEM和X射线衍射技术对其结构进行了分析, 并采用多种光谱测量手段, 如Raman光谱、吸收光谱和光致发光谱, 对该结构的光学性质进行了研究. 结果表明, 随纳米Si层厚度的减小, Raman峰发生展宽, 吸收边以及光荧光峰发生蓝移. 用单光束Z扫描技术研究了a-Si/SiO₂ 超晶格结构的非线性光学性质. 这一结果较多孔硅的相应值大两个量级. 还对影响非线性效应增强的因素进行了讨论.     

肝素对CaCO3晶体形貌和结构的控制

有机物对CaCO₃晶体生长的调控作用是其矿化机制与仿生制备的一个重要组成部分. 利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外吸收光谱仪和荧光分光光度计研究了低分子量肝素(heparin, HEP)对CaCl₂/Na₂CO₃体系中CaCO₃晶体形貌与结构的影响. 结果发现, 在纯水溶液中CaCO₃为菱形方解石; HEP的加入促使CaCO₃形貌与结构发生变化. 当HEP浓度达到2.5 mg/mL时, 可成功诱导CaCO₃晶体取向生长并形成直径为1.5 ?m左右的球霰石型晶体. X射线衍射分析显示, HEP浓度为5和20 mg/mL时, 球霰石晶体含量分别为57.4%和64.9%. 这种HEP/CaCO₃微球对HEP的包封率达到80%以上. 实验研究结果可以为探讨生物矿化机制和制备肝素功能化材料提供新的参考依据.     

Al2O3-B2O3-Ce2O3体系中Ce3+的光谱特性与基质的相关性

在Al2 O3_B2 O3_Ce2 O3体系中 ,于 12 0 0～ 140 0℃的温度范围内 ,合成了一系列不同配比 (Al/B比从 4 5～ 2变化 )磷光体 .研究了它们的结构和光谱特性之间的相关性 .发现随着基质配比Al/B从 4 5～ 2的变化 ,基质结构发生明显的变化 .这种变化导致光谱特性的巨大变化 ,表明铈离子晶场环境的变化 ,随着配比的变化 ,激发与发射峰向短波方向移动 .在合适的配比下 ,可以获得新型的稀土发光材料     

大气CO2浓度倍增对植物幼苗根系生长影响的分形分析

用分形几何的数学方法,以盒维数为指标,分析了ＣＯ２倍增对植物幼苗根系生长的影响。实验结果表明,ＣＯ２倍增促进了Ｃ３植物春小麦根系分枝,但对Ｃ４植物甜高梁根系分枝的影响不大。     

ZnS-SiO2纳米复合材料的结构和性能

随着微电子学和光电子学的发展,信息处理要求存储材料具有极高的存储密度和极快的响应速度.近来理论研究表明,当半导体晶粒的尺寸小于10nm时,材料的三阶非线性极化率和快速响应速度都将提高.因而纳米复合材料可望成为一种优越的存储材料,并引起人们的广泛关注.1983年,Jain等在Cd(SSe)掺杂玻璃中观测到了较大的三阶非线性光学系数.1989年,Nogami等通过Sol-gel工艺制备了半导体掺杂的凝胶玻璃.我们也采用类似的工艺制备了CdS掺杂的凝胶玻璃,并观察了量子尺寸效应和非线性光学效应.但对这种纳米粒子掺杂形成的复合材料的结构,还缺乏了解.本文通过溶胶凝胶工艺,制备了ZnS分散在SiO_2玻璃中的纳米复合材料.采用XRD,TEM,RDF,Raman光谱对其结构进行了表征.并通过吸收光谱观察到了蓝移现象.利用简并四波混频(DFWM)方法测量了其三阶非线性光学系数.最后讨论了结构对性能的影响.     

Li2MgN2H2的电子结构、成键特性及贮氢热力学

采用第一性原理中交换关联势为RPBE函数的计算方法研究了Li₂MgN₂H₂的能量最低晶体结构构型. 在此基础上, 采用交换关联势为PW91函数和PBE函数的计算方法对该构型的精细结构进行了计算和分析比较, 并进一步应用PW91函数计算了Li₂MgN₂H₂的电子态密度、电子云空间分布、差分电荷密度分布和贮氢热力学反应焓. 结合上述计算结果, 分别对Li₂MgN₂H₂化合物的电子结构和成键特性进行了分析讨论, 并进一步分析了该材料的贮氢热力学性能.     

四方相LiY（Yb）F4:Yb3+/Er3+晶体颗粒的合成及上转换荧光光谱

采用水热法分别合成了四方相LiYF4:Yb3+/Er3+和LiYbF4:Yb3+/Er3+的八面体晶体颗粒,并通过XRD,SEM,荧光光谱观测等手段对其晶相、形貌及上转换荧光效应等进行了研究.结果表明,EDTA(乙二胺四乙酸)表面活性剂的引入导致了样品平均粒径和结晶度的变化及发光强度等的变化.在波长为980nm激光的激发下,观测到了源于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的绿色上转换荧光发射、4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射和2H9/2→4I15/2跃迁所产生的微弱紫光发射;分析了上转换发光机理和基质变化对上转换荧光性质的影响.     

新型激光晶体Nd:Sr5(VO4)3F的LD泵浦激光特性

掺钕氟钒酸锶[Nd:Sr_5(VO_4)_3F,简称Nd:SVAP]是近年才见报道的新型激光晶体材料.1993年12月Loutts在美国MRS年会上首次披露生长成Nd:SVAP晶体,1994年他们报道了用钛宝石激光泵浦的Nd:SVAP激光特性.该晶体泵浦阈值低、转换效率高,适于制作激光二极管(LD)泵浦的小型固体激光器,应用前景非常广阔.但是,至今未见LD直接泵浦的实验结果报道.以钒的氧化物和锶的盐类作为起始原料,经过配方筛选和原料处理工艺的优化,我们首先合成出用于单晶生长的多晶备料,之后,采用Czochraski技术生长出单晶.但这种单晶必须经过适当的后处理,方可进行样品定向、加工和镀膜,从而进行激光实验.     

高效有机非线性光学新材料——二氯三丙烯基硫脲合汞晶体的生长和性能研究

二氯三丙烯基硫脲合汞(Hg[C_4H_8N_2S]_3Cl_2,ATMC)是一种全新的有机金属络合物,是我们依据双重基元结构模型的理论思想,利用粉末筛选实验,设计、合成、探索出的一种新型非线性光学晶体材料,半定量粉末倍频效应为尿素的3倍。本文简要地报道了这种新材料的单晶生长、结构及性能的研究。