稀土元素Gd掺杂氮化物半导体在自旋电子器件中的应用（英文）

本研究利用分子束外延的方法生长了Gd掺杂氮化物半导体。根据X线衍射和XAFS测定未有发现第二相的析出。观察到了来自In Gd Ga N的光致发光,发光峰随着In N的摩尔份数的变化而变化。这些材料在室温明显地观测到了磁滞曲线。Si共掺杂的Ga Gd N超晶格显示出了超大的磁矩,其原因可归于载流子诱发铁磁。最后,说明了这一材料在自旋发光二极管中的应用。     

氧化铈和氧化钪掺杂对氧化锆材料中点缺陷的影响

介绍了两种稀土元素掺杂的氧化锆(ZrO_2)材料:氧化铈(CeO_2)掺杂ZrO_2和氧化钪(Sc_2O_3)掺杂ZrO_2.CeO_2掺杂ZrO_2材料的研究重点是温度和氧分压对其氧空位形成的影响,以及由此带来的其热力学参数的变化.Sc_2O_3掺杂ZrO_2材料的研究重点在ZrO_2的掺杂含量对其氧空位数量的影响,以及氧空位作为离子导通的载体在晶体和晶界上的变化对材料导电性能的作用.     

深掺杂Si反常电阻效应微型流量传感器

使用深掺杂方法在Ｓｉ材料中掺入金原子后,其电阻随温度Ｔ的变化关系由主要依赖于Ｔ＾－３／２项的浅掺杂材料变成主要依赖于ｅｘｐ（－Ｅ／ＫＴ）项的深掺杂材料,从而大幅度地提高了掺金Ｓｉ材料对温度的敏感性。在理论上深掺杂Ｓｉ材料比浅掺杂Ｓｉ材料对温度的敏感性提高了约１０００倍。用深掺杂方法制成的微型流量传感器特性的测量证明了以上理论。深掺杂Ｓｉ材料的应用不但提高了微型流量传感器的灵敏度,也大幅度地降低了其     

等离子体表面氮掺杂对非晶碳膜场发射特性的影响

氢化非晶碳膜作为一种场致阴极电子发射材料已被广泛研究,通过对薄膜进行掺杂以提高其场发射特性已被证明是行之有效的方法之一.利用常规等离子体化学气相淀积技术制备了氢化非晶碳薄膜材料,在原位利用氮等离子体对碳膜表面进行N型掺杂.通过不同手段研究了氮表面掺杂前后非晶碳膜的微结构和化学键的变化,对表面掺杂前后的薄膜的场电子特性的测量表明,在氮表面掺杂后其场电子发射特性有了明显改善,特别是场发射的阈值电场从掺杂前的3.2 V/μm下降到掺杂后的1.0 V/μm.初步实验分析表明:由于氮表面掺杂后,在碳膜表面形成N-H键,从而导致碳膜表面的有效功函数降低使场电子发射特性得以提高.     

钒掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)拉曼光谱和X射线光电子能谱研究

适量的钒掺杂,大大增加了SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电材料的剩余极化2Pr,并改善了材料的耐压性能.SBTi拉曼模的位置,基本不受V掺杂的影响,但对应Ti O6氧八面体的拉曼模在掺杂明显宽化,这与V5 取代进入Ti O6中的Ti4 后,材料局部无序性增大,应力增加有关.X射线光电子能谱表明,不同掺杂量样品的Bi4f和Ti2p的结合能未有明显变化,这与B位高价掺杂减少氧空位的特殊机制有关.材料的2Pr增加,是高价阳离子掺杂导致材料中氧空位浓度的减少,局部无序性的增加共同作用的结果.     

掺杂元素在CuYO2作用机理的第一性原理研究

利用P型透明导电氧化物CuYO2实现全透明光电材料是目前深入研究的热点,其中的关键问题是如何通过掺杂改善CuYO2的性能。文中利用基于第一性原理的广义梯度近似方法研究Ⅱ族和Ⅳ族掺杂元素在CuYO2的作用机理。结果表明,Ⅱ族元素对Y原子的替位掺杂能改善材料CuYO2的P型导电性能,其中Mg元素的掺杂还不会引起材料内部的晶格变化,Ⅳ族元素的掺杂对CuYO2材料的导电性能改善作用不大。文中从微观角度分析CuYO2材料的掺杂机理,其结果将对设计理想的P型和N型透明导电材料CuYO2有着重要的指导意义。     

磷钨酸衍生Sn掺杂氧化钨纳米材料的制备及气敏性能

采用简便的液相离子交换法制备了Sn掺杂磷钨酸，并通过煅烧衍生出Sn掺杂的氧化钨气敏材料.将材料制成MEMS(微机电系统)气体传感器测量了合成材料的气敏性能.测试结果表明，所得材料对硫化氢气体具有良好的选择性，检测限低至1×10^-6(体积分数),且在一定的体积浓度范围内具有良好的线性响应.XRD测试证明了Sn元素的成功掺杂，紫外可见漫反射光谱测定了Sn掺杂后带隙的变化，将其应用于讨论Sn掺杂的气敏增强机理.     

稀土Eu掺杂ZnO纳米棒的水热合成及其光学性质

采用水热法合成了稀土Eu掺杂ZnO纳米棒材料,研究了稀土Eu掺杂浓度对ZnO材料的结构、形貌和光学性能的影响。研究表明,Eu3+成功掺入到ZnO中,材料呈现纳米棒状结构且直径为15-25 nm。Eu的掺杂对ZnO材料的结晶质量和光学性能有明显的影响,随着Eu掺杂浓度的增加,ZnO材料的结晶质量明显下降,认为是杂质Eu的引入导致材料缺陷增加所致,而缺陷的改变引起ZnO材料的Eu3+红色特征发光峰增强。另外,随着Eu掺入到ZnO中,紫外峰峰位发生明显的红移现象,认为与引入新的Eu杂质能级有关。     

长循环单晶镍钴锰三元正极材料的制备和表征

采用固相法制备出镍钴锰三元氧化物Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料,然后,进行镁、钛掺杂处理。采用XRD,SEM和恒流充放电等测试手段对材料的晶体结构、形貌和电化学性能等进行研究。测试结果表明,材料形成形貌良好的单晶颗粒,且经过镁、钛掺杂处理后的材料单晶形貌没有改变。掺杂镁、钛后,材料的电化学性能得到明显的改善,Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2的单晶材料掺杂镁、钛后容量从159.59 m Ah/g提升到162.57 m Ah/g,做成全电池后,2 C的放电效率从79.6%提高到了87.3%,1 C下循环300圈后的容量保持率从84.89%提高到92.9%。     

Gd掺杂CeO2改性材料催化性能的理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了一种新型改性催化材料—Gd掺杂Ce O2型催化剂,在燃料电池烃类燃料蒸汽重组反应过程中的催化性能.对比研究了3种掺杂比率下Ce1-xGdxO2(x=0,0.10,0.15)掺杂元素Gd对Ce O2的晶体相结构、氧缺陷形成过程以及表面积碳过程的影响.计算给出了相应掺杂比率下的氧缺陷形成能以及晶体表面吸附石墨烯的吸附能;结果表明:随着掺杂量的增大,氧缺陷形成能减小,晶体相对石墨烯的吸附能增大;分析掺杂前后改性催化材料的电子结构和原子结构的变化,说明Gd掺杂会导致Ce O2晶体表面结构畸变收缩,有效活化表面氧;同时利用化学平衡原理证明了Gd掺杂后的催化材料可以有效抑制表面碳沉积,从理论角度解释了改性催化材料在烃类燃料蒸汽重组反应过程中的作用机制.