单层和多层Ehrlich-Schwoebel势垒对薄膜粗糙度随温度变化的影响

以Cu为原型,利用动力学蒙特卡洛(KMC)方法模拟了在一定的沉积速率下,单层、多层台阶Ehrlich-Schwoebel(ES)势及温度对成膜质量的影响.结果表明,在一定沉积速率和ES势垒下,薄膜的粗糙度在一定范围内随着温度的升高而降低,当多层ES势垒大于单层ES势垒时,此温度范围受单层ES势垒的影响,而与多层ES势垒关系不大;当单层ES势垒大于多层ES势垒时,多层ES势垒与粗糙度下降的起始温度密切相关,单层ES势垒与粗糙度趋于平稳的温度相关.     

晶体衍射结构消光条件的推算及其应用

推导了面心立方点阵和金刚石立方结构的晶体衍射消光条件,并根据理论推算结果成功地对Cu(面心立方)单晶体的透射电镜电子衍射花样和Si(金刚石立方)德拜相进行了标定.     

Al70Cu20Fe10合金微结构的XRD和XAFS研究

采用机械合金化MA(mechanical alloying)方法成功地制备了Al70Cu20Fe10纳米合金.在结构分析中,联合使用传统的XRD(X-ray diffraction)方法与新兴的XAFS(X-ray absorption fine structures)技术,使XRD的长程有序结构和XAFS的特定原子近邻环境两个方面的信息相互补充、互为印证,有效地克服了高度无序体系结构分析的困难.结果表明,机械合金化Al70Cu20Fe10(MA-10 h)合金中的化合物成分是体心四方结构的Al2Cu,Al70Cu20Fe10(MA-20 h和MA-40 h)合金中的化合物成分是简单立方结构的Cu9Al4.     

结构对Friedel振荡影响的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似的方法计算了面心立方结构金属Al(100)、Al(110)、Al(111)3个块体截断面的电荷分布情况,研究了这3个表面的Friedel振荡.研究发现,不同表面的Friedel振荡差别显著;它们与基于Jellium模型的Friedel振荡差别也很大.通过进一步与Na的Friedel振荡比较发现,不同原子结构的金属,其Friedel振荡相差也很大,表明晶体结构和原子结构对Friedel振荡有显著的影响.     

金属加工织構的研究

一、织構概论当一块金属受到较大的范性形变,随着形变程度的增加,晶粒中点阵排列逐渐达到一定的取向,即某些主要晶轴与金属的应力轴方向或其流动方向驱向一致。如面心立方金属,Al,Cu,Au,Ag等受到较大的拉伸形变时,品粒中的[111]与[001]方向逐渐与应力轴的方向一致(图1,a)。     

机械合金化AlCuFe经退火形成准晶体的结构变化

为了研究AlCuFe准晶体的形成机理,采用了X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)2种分析技术,有效地克服了高度无序体系结构分析的困难.研究结果表明,在球磨过程中Cu原子进入Al的晶格点阵,经过不同球磨时间分别形成金属间化合物Al2 Cu或者Cu9 Al4,而Fe原子保持原来的体心立方(bcc) α...     

机械合金化AlCuFe 形成准晶体的XAFS 定量分析

为了准确辨别AlCuFe准晶体（QC）形成的相变过程,进而探索其形成机理,采用X射线吸收精细结构（XAFS）定量分析技术,计算不同球磨时间 Al70Cu20Fe10合金中的Cu原子,以及700 ℃退火后的Cu和Fe原子的局域结构参数,并与X射线衍射（XRD）分析进行比对。结果表明,经过不同球磨时间,样品中Al和Cu首先形成Al2Cu金属间化合物,进而转化为Cu9Al4,Fe原子仍然是原来的体心立方(bcc）α-Fe结构。α-Fe与Al和Al2Cu经过退火处理化合为Al7Cu2Fe化合物,进而转变为QC;而长时间球磨产生的Cu9Al4退火后化合为稳定的Al(Cu,Fe)固溶体,不会形成QC。     

面心立方结构Fe0.1Co0.9/Al2O3纳米复合材料结构和磁性研究

采用溶胶—凝胶法及在氢气中还原的工艺得到面心立方结构的Fe0.1Co0.9/Al2O3纳米复合粉末,利用X射线衍射、透射电子显微镜、振动样品磁强计对样品微观结构和磁性进行了研究.结果表明FeCo合金以面心立方结构存在于纳米复合材料中.由于Co的掺入,FeCo合金的晶粒尺寸下降而晶格常数增大.另外,由于磁矩和晶粒尺寸的变化导致FeCo合金的饱和磁化强度下降而矫顽力增加.     

高性能金刚石辐射探测器的研制与测试

设计了长×宽×高为4.5 mm×4.5 mm×500μm的金刚石辐射探测器.通过在金刚石/Al面形成肖特基势垒优化探测器性能,对其电特性(暗电流、电荷收集率)和探测特性(能量分辨率)进行测试.结果表明,电荷收集率最优为96.9%;暗电流随外加偏压的增加而增加,在偏压100 V以内小于0.1 nA;能量分辨率在偏压为380 V时最优,为2.82%.金刚石/Al面形成的肖特基势垒不仅降低了暗电流,还使辐射探测器的能量分辨率有很大改善.     

液态金属Cu凝固过程中晶体形核与生长及纳米团簇结构的演变特性

采用分子动力学方法和Quantum Sutton-Chen（Q-SC）多体势,对含有5万个液态金属铜（Cu）原子系统在凝固过程中的晶体成核与生长规律及纳米团簇微观结构转变特性进行了模拟跟踪研究.运用Honeycutt-Andersen（HA）键型指数法和新的原子团类型指数法（CTIM-2）分析了金属Cu原子的成键类型和原子团簇微观结构演变特性.结果发现：在以1.0×1013K/s速度冷却时,体系最终形成晶态与非晶态结构共存的混合结构,非晶转化温度约为673K,结晶起始温度为373K.在以4.0×1012K/s速度冷却时,结晶起始温度为673K,系统形成以1421和1422二种键型或由其构成的面心立方（fcc）（12000120）和六角密集（hcp）（1200066）基本原子团为主体的晶态结构,尤其是由1421键型构成的面心立方基本原子团在晶核生长和纳米团簇结构形成过程中占主导地位.形核和生长过程对凝固微观结构演变特性有重要的影响.     

铝／铜轧制复合板的界面结合机制

研究了Ａｌ／Ｃｕ的复合工艺参数对轧后结合强度和剥离面形貌的影响，提出了Ａｌ／Ｃｕ复合过程的３种结合机制，即三阶段模式：铝、铜新鲜表面的物理接触阶段，接触表面的激活阶段，扩散阶段，这为改进工艺提供了重要依据。     

Thermoelectric properties of p-type Bi-Sb-Te compositionally graded thermoelectric materials with different barriers

In order to find more suitable materials as barriers and to improve the thermoelectric properties, p-type (Bi_l-xSb_x)₂ Te₃ (x=0.85, 0.9) two segments compositionally graded thermoelectric materials (CGTM) with different barriers were fabricated by conventional hot pressure method. Metals Fe, Co, Cu and Al were used as barriers between two segments. The effects of different barriers on thermoelectric properties of CGTM were investigated. The results show that metal Fe is more stable and suitable as the barrier.     

YBa_2Cu_3O_7的LDF-LMTO电子结构

本文用密度泛函理论和线性丸盒轨道方法计算了YBa_2Cu_3O_1系统的电子能带结构.结果表明有两个强2D特征的能带和一个1D特征的能带与Fermi面相交.它们分别对应于原胞中的两个准2D Cu-O平面和一个含有Cu-O线链的基平面上Cu 3d和O 2p态之间的相互作用.各原子分波态密度的分析表明,对电导和超导起决定作用的Cu-O平面和Cu-O线链中,2D Cu-O面对态密度的贡献是基本的.     

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)大块金属玻璃的晶化行为研究

分别在603 K、653 K、683 K、723 K、753 K、793 K和0.5 h、1 h、2 h、3 h、5 h的保温时间下对Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃进行了退火热处理.采用x射线衍射(XRD)法分析了退火后Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的弛豫和晶化相析出的过程,计算了不同温度下结晶度和纳米晶粒尺寸的大小.通过差示扫描量热(DSC)法分析了Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的热稳定性.Kjssinger曲线分析表明,Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃弛豫后晶化激活能高于其淬态的晶化激活能,退火温度对大块金属玻璃热稳定性有显著影响.     

Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征。结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致。钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2。     

Au-Cu-Al合金相变的内耗

利用内耗方法分别对淬火态和时效态Au7Cu5Al4合金的相变过程进行了研究,分析了2种状态马氏体相变的差异.结果表明：淬火态与时效态Au7Cu5Al4合金的马氏体相变开始温度分别为-2.7和13.8 °C;根据驰豫内耗峰信息得出其晶界驰豫激活能分别为131.5和93.0 kJ/mol,反映了时效前后Au7Cu5Al4合金有序度的差异,即淬火态Au7Cu5Al4合金母相在室温下主要为B2结构,而时效态合金为L21有序结构.     

Cr3+在 AlBr3·6H2O晶体中电子顺磁共振光谱的理论研究

采用半自洽场(Semi-SCF)Cr3+3d轨道径向波函数、点电荷模型和三级微扰方法,计算了AlBr3·6H2O: Cr3+晶体中Cr3+电子顺磁共振的g(g=1.9707)因子和零场分裂D(D=-0.0323),理论值与实验值(实验值g=1.976±0.001,D=-0.0325±0.0001)符合很好。并认为在AlBr3·6H2O: Cr3+晶体中取键长R(Cr3+—O2+)=0.191nm是合理的。同时Cr3+离子掺入AlBr3·6H2O中占据Al3+离子位置后,引起键角较小的改变,仅增加0.35°。     

Cu—Mn—Pt／γ—Al2O3系列催化剂中组分间的活性增强效应

通过ＣＯ氧化活性测试，采用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ等方法表征，研究了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ／γ－Ａｌ２Ｏ３系列催化剂中组分间的活性增强效应，并对其固相结构和表面组成进行表征．结果表明：（１）氧化型ＣｕＭｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｃｕ和Ｍｎ之间存在一定的活性增强效应，两种活性组分发生协同作用；（２）还原型Ｐｔ－Ｃｕ／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性在系列中最高，Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３的ＣＯ氧化活性增强效应最为显著．这与加人Ｐｔ后，Ｃｕ２＋易被还原，Ｃｕ＋明显增多有关；（３）同时含有Ｃｕ、Ｍｎ组分的几种催化剂中，催化剂表面上Ｃｕ均有一定富集，加人Ｐｔ后，表相以Ｃｕ＋为主．由于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ三元催化剂的制备方法不同，以致氧化活性相差很大，共浸制备较分浸制备的催化剂活性要好的多．