高压下AlN纳米带的Raman光谱特性

利用原位高压Raman技术, 在0~29.83 GPa内研究AlN纳米带的高压相变, 并计算各振动模式与压力间的关系及压力系数和Grüneisen常数. 结果表明: 当压力约为17.34 GPa时, 晶体由六角纤锌矿结构向立方岩盐矿结构转变, 在21.28 GPa时相变结束; 在相变过程中观察到岩盐矿结构AlN晶体的Raman散射信号, 确定岩盐矿结构AlN晶体的Raman散射信号来自岩盐矿结构的无序声子散射.     

稀土掺杂氮化铝稀磁半导体纳米颗粒的高压相变研究

利用金刚石对顶砧和原位角散高压同步辐射X射线衍射技术,对电弧法制备的、稀土元素钪和钇掺杂的氮化铝(AlN)纳米颗粒进行了最高压力分别为51.29 GPa和33.80 GPa的高压相变研究.实验结果表明:钪和钇掺杂的AlN分别在压力为20.09 GPa和19.70 GPa时发生由六方纤锌矿结构向立方岩盐矿结构的转变,在压力分别为28.12 GPa和28.60 GPa时完全转变为立方岩盐矿结构;卸压后,岩盐矿结构保留下来,相变过程不可逆.通过对比研究我们发现,相同制备条件、相同形貌和尺寸的两个样品的相变点较之AlN纳米线均有所降低,高于AlN纳米晶,接近于AlN体材料,相变开始到结束的时间间隔缩短.对比两个实验结果,掺杂具有大离子半径的钇的样品相变点低于掺杂离子半径较小的钪的样品.结合原位角散高压X射线衍射研究结果,我们认为掺杂引起相变点降低是由于掺杂后引入的杂质离子及其诱导产生的铝空位导致AlN晶格结构畸变进而降低了掺杂AlN晶体结构的稳定性.     

利用第一性原理计算HgSe的结构相变和光学性质

利用基于密度泛函的第一性原理, 计算了高压下HgSe的结构相变和光学性质, 并给出导带与价带之间跃迁激发峰的位置. 结果表明, HgSe的压致结构转变顺序为闪锌矿结构（HgSe-Ⅰ）→朱砂相结构（HgSe-Ⅱ）→岩盐矿结构（HgSe-Ⅲ）→正交结构（HgSe-Ⅳ）, 相变压力分别为1.1,15.1,40.1 GPa.     

氢氧化钠的高压拉曼散射研究

采用金刚石对顶砧装置,利用原位高压拉曼散射技术对氢氧化钠(NaOH)进行了系统的高压实验研究.实验所达到的最高压力约为40 GPa,测量的波数范围为55～4 000 cm~(-1).在压力研究的范围内,NaOH于0. 9 GPa时发生了一次结构相变,为正交晶体结构(α)到NiAs结构(γ)的转变.压力继续升高至最高压力约40 GPa范围内,再无相变发生.利用MS中的CESTEP模块对NaOH常压相和高压相的拉曼光谱进行了理论计算,并对两种结构的振动模式进行了指认.     

交流阻抗谱法研究高压下CdSe的电学性质

利用集成在金刚石对顶砧上的测量微电路研究了CdSe粉末在高压条件下的交流阻抗谱,在低于2.8GPa时显示出两个交叠的半圆弧,在高于2.8GPa时显示出一个不完整的半圆弧和一个压缩的半圆弧,这表明在高压条件下CdSe粉末中始终存着两个电传导过程,分别对应于晶体内传导过程和晶界传导过程.运用等效电路法我们获得了CdSe晶体体电阻随压力的变化关系,分别在2.8GPa,10.0GPa和17.0GPa附近观察到了体电阻的异常变化,这些异常变化源于CdSe在高压条件下的结构相变和电子相变.     

ZnO岩盐结构熔化特性的分子动力学模拟

利用分子动力学方法和经验势模型对岩盐结构ZnO高压下的熔化特性进行了研究．对ZnO闪锌矿结构常压下的熔化进行模拟，发现存在过热熔化现象，通过与实验比较得到其过热48％的结论，然后利用该结论修正得到了ZnO岩盐结构0-50GPa的高压熔化相图．其中岩盐结构ZnO高压熔化曲线在压力低于7GPa时和由Lindemann熔化方程得到的结果符合很好．     

CeN压致结构相变的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理计算研究CeN晶体的压致结构相变.计算结果表明:在55GPa压力下,CeN晶体从氯化钠型晶体结构(B1)转变为氯化铯型晶体结构(B2);压力为0时,B1有力学和热力学稳定结构;压力为55GPa时,B1没有力学和热力学稳定结构.     

β-Ga_2O_3的高压原位拉曼光谱

利用金刚石对顶砧(DAC)高压装置产生高压, 在0～23.4 GPa研究β相氧化镓(β-Ga2O3)晶体高压原位拉曼光谱. 根据高压拉曼光谱的实验数据, 给出了β-Ga2O3晶体拉曼振动频率与压力的关系, 并将外振动谱线144 cm-1归属于平移模, 169 cm-1归属于转动模. 在18 GPa附近, 发现两个新的拉曼峰232 cm-1和483 cm-1, 由这两个峰的强度随压力的升高逐渐增强可知, β-Ga2O3晶体发生了压力导致的结构相变.     

镁铝尖晶石高压相变的理论计算

运用密度泛函(DFT)平面波赝势方法(PWP),计算了镁铝尖晶石三种物相的状态方程和热力学生成焓以及在0～50GPa高压范围内的力学性质.研究结果表明:利用状态方程得到的镁铝尖晶石转变为CF相和CT相的相变压强分别为26.79GPa和30.19GPa,与实验值误差分别为+0.79GPa和-11.81GPa;而利用热力学生成焓,在GGA近似下得到的CF相的相变压强为24.52GPa;LDA近似下CT相的相变压强为39.85GPa,与实验值误差为-1.48GPa和-2.15GPa.在对高压下镁铝尖晶石三种相结构的力学稳定性的分析发现,尖晶石相在压力超过30GPa时力学结构变得不稳定,而两个高压相在...     

MoO_3高压电输运性能研究

利用DAC原位测量技术,研究了Mo O3电阻率和高压阻抗随压力的变化规律.电阻率在10.6 GPa和20.8 GPa时出现不连续变化,对应着Mo O3由正交相到单斜相(P21/m)再到单斜相(P21/c)的结构相变.压力低于10.6 GPa时,电阻率随着压力的增大而减少;单斜相(P21/m)的电阻率随压力增加而增加;压力高于20.8GPa时,电阻率随压力增加而减小.通过拟合复阻抗谱,得到了晶粒电阻随压力的变化规律.晶粒电阻在10.6GPa出现不连续变化,对应着Mo O3由正交相到单斜相(P21/m)的结构相变.正交相晶粒电阻随着压力的增大而减少.     

β-Ga2O3的高压原位拉曼光谱

利用金刚石对顶砧（DAC）高压装置产生高压, 在0~23.4 GPa研究β相氧化镓（β-Ga₂O₃）晶体高压原位拉曼光谱. 根据高压拉曼光谱的实验数据, 给出了β-Ga₂O₃晶体拉曼振动频率与压力的关系, 并将外振动谱线144 cm^-1归属于平移模, 169 cm^-1归属于转动模. 在18 GPa附近, 发现两个新的拉曼峰232 cm^-1和483 cm^-1, 由这两个峰的强度随压力的升高逐渐增强可知, β-Ga₂O₃晶体发生了压力导致的结构相变.      

氟化锶纳米板的高压相变行为研究

利用原位高压同步辐射X-ray衍射方法对合成的氟化锶纳米板进行高压结构相变研究,发现纳米板在6. 3 GPa和27. 7 GPa发生由立方相到正交相再到六角相的两次结构相变,卸至常压后相变是可逆的.拟合后得到立方相和正交相结构体弹模量分别为85(3) GPa和77(3) GPa.氟化锶纳米板在高压下表现出与体材料相同的相变行为和压缩特性其原因是制备的纳米板存在较多的缺陷,其缺陷的影响与氟化锶体材料中缺陷的影响相同,压力下缺陷处应力较大,导致相变发生.     

ZnO电子结构及高压相变的第一性原理研究

基于屏蔽交换的LDA方法研究了高压下B4及B1相ZnO的能带结构和态密度特性;使用GGA WC交换关联泛函,计算了B4,B3,B2和B1相结构ZnO的基态能量、晶格常数、体模量及其对压力的导数.计算结果表明：ZnO在从纤锌矿（B4）转变为岩盐（B1）结构的过程中,存在着一个亚稳平衡过渡相,即闪锌矿结构（B3）.计算得到的相变压Ptr表明：随着外压的增加,ZnO将依照B4→B3→B1→B2的路径发生一系列的结构相变,相变压依次为Ptr（B4→B3）=3.156 GPa,Ptr（B3→B1）=7.996 GPa,Ptr（B4→B1）=9.855 GPa,Ptr（B1→B2）=253.605 GPa.     

高压下TiS_3的结构特征和电子性质

三硫化钛(TiS_3)在电容器、热电器件以及光催化产业等方面有着广泛的应用,因此三硫化钛一直以来都在理论和实验研究中备受瞩目.众所周知,压力效应可以减小原子间的距离并且修正晶体的结构,为更深层次的研究材料的物化性质提供有效的途径.利用第一性原理的计算方法,在0～100 GPa的压力范围内,系统地研究了TiS_3的高压结构和电子性质.研究发现,压力可以有效地将常压的单斜结构转变为立方结构,相变压力为71 GPa;相变随着二维结构的坍塌,形成三维无限长S—S链状结构;更为突出的是计算结果证明TiS_3为潜在的超导体,超导临界温度高达9. 3 K.该研究为理解TiS_3的高压行为提供了重要的信息支撑.     

元素氯高压属性的第一性原理研究

应用第一性原理密度泛函理论,研究了元素氯在高压下的属性.电子能带的计算结果指出,在130GPa氯元素从常压的绝缘体结构转变为了高压下的金属结构,发生了金属化,此转变是由能带交叠引起的,此时氯的分子相并没有发生结构相变.结构定标法则也指出氯的金属化压力接近130GPa.电子局域函数清晰地显示出了电子局域的变化情况;高于130GPa时,分子周围的电子向分子间的位置发生转移,使得此结构显现出金属性.通过综合分析弹性常数随压力的变化情况可知,氯金属化是与压力大于130GPa时弹性常数C55的软化有关.     

LiMn2O4的高压结构相变和状态方程研究

在金刚石对顶砧中,利用原位高压同步辐射X射线衍射和密度泛函理论,研究了高锰酸锂(LiMn2O4)在高压室温下的结构相变和状态方程.研究结果显示:由立方结构到四方结构的结构相变发生在10.7 GPa,并且四方结构保持到实验的最高压力27.4 GPa.实验数据得出立方结构的体弹模量及其一阶导数分别为102.2(3.6)GP...     

C3N4的高压电学特性

利用在金刚石对顶砧(DAC)上的集成微电路技术, 高压原位测量类石墨相C₃N₄的电阻. 实验结果表明, 在293 K, 5 GPa和11 GPa的压力点, 电阻明显下降, 与理论计算的结构相变压力点一致; 在77 K, 5 GPa压力点的电阻基本不变; 11 GPa压力点的电阻变化更明显. 在21 GPa压力点附近, C₃N₄的电阻发生突变, 表明此时存在一个未知的相变.      

23℃和0.04～2.0GPa下正己烷的Raman光谱研究

利用立方氧化锆压腔考察了正己烷在23℃和0.04～2.0GPa压力下的Raman光谱,研究结果表明,随着压力的增高,在2800～3000cm-1频率范围内的CH2和CH3的伸缩振动谱峰均向高波数位移.这与压力升高使得分子之间和分子内原子之间距离缩短,以及C-H键长缩短相符.在约1.2GPa压力时,Raman谱峰呈现突跃性变化,表明此时正己烷发生了相变.这与显微镜下观察其由液相转变为固相的现象一致.     

冲击-斜波加载下锆的动力学特性

本文基于磁驱动装置CQ-4完成了冲击-斜波加载实验设计,开展了金属锆在不同加载条件下先冲击再斜波压缩新热力学路径下的动力学特性研究.实验结果显示,加载压力峰值约为25 GPa,三个样品的波剖面结构依次为弹塑性转变、冲击波和斜波压缩,当冲击加载压力在相变压力附近约10 GPa时可以获取含有明显相变特征的速度波剖面,而冲击压力在20 GPa时冲击波覆盖相变波,速度波剖面无法观测到10 GPa附近的双波结构.加载压力峰值约为44 GPa,速度波剖面无弹塑性转变和相变特征为单波结构.结合多相状态方程和非平衡相变速率方程对锆的冲击-斜波压缩过程进行了数值模拟,计算与实验结果吻合良好,可以较好地模拟锆的冲击-斜波压缩实验过程.     

高压下CaTe电子结构及相变的理论研究

基于密度泛函理论,采用Gaussian基矢和有效赝势,分别计算了CaTe的岩盐矿结构、磷化锰结构和氯化铯结构的总能量随压强的变化.结果表明随着压强的增加CaTe从岩盐矿结构转变为磷化锰结构,而后转变为氯化铯结构.相变顺序和相变压强与实验值基本一致,但不存在磷化锰和岩盐矿结构共存的混合结构.另外对CaTe为岩盐矿结构的晶格常数、电子态密度和带隙随压强的变化关系进行了计算和分析.