控制合成变化粒径的SiOx纳米粒子

文章采用聚丙烯酰胺水凝胶为模板,以Na2SiO3作为SiOx的硅源,通过控制聚丙烯酰胺水凝胶模板中Na2SiO3溶液的浓度,合成了可变粒径的SiOx粒子,其粒径范围分别为220～250 nm、160～190 nm和10～20 nm;并通过场发射扫描电镜(FSEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及红外光谱(IR)等对所制备的SiOx纳米粒子的形貌和成分进行表征.     

用于RF无源器件的氧化多孔硅隔离层技术

为了提高片上射频(RF)无源器件的性能,可以利用氧化多孔硅厚膜隔离硅衬底来降低硅衬底的高频损耗.通过采用Serenade SV建模对共面波导传输性能的分析,计算了不同厚度的氧化多孔硅隔离层硅衬底的损耗.结果表明氧化多孔硅(OPS)隔离层能够极大地降低硅衬底在高频条件下的损耗.实验制备过程中采用电化学阳极氧化法在n+衬底上制备了多孔硅厚膜,继而将孔隙度大于56%的多孔硅样品利用两步氧化法氧化为氧化多孔硅厚膜,有效地解决制备过程中的隆起失效和崩裂失效问题.测量了多孔硅的生长速率和氧化多孔硅的表面形貌.制作了一个氧化多孔硅隔离层上的5 nH的Cu平面电感,在2.4 GHz时电感的品质因数(Q值)超过了6.     

CaF2--SiO2型硅传感器辅助电极的制备及其定硅性能

以CaF2+SiO2作为硅传感器辅助电极材料,将其均匀涂覆于ZrO2( MgO)固体电解质表面,在高纯Ar气保护下,1400℃焙烧30 min制备得到定硅传感器.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及能量色散谱仪系统研究了制备条件对于焙烧后形成的辅助电极膜层组成、物相和微观形貌的影响.膜层中不存在CaF2,而是以SiO2固体颗粒、CaO·MgO·2SiO2固溶体及ZrSiO4为主.另外,探讨了辅助电极膜层中物相的变化对于膜层黏结性以及定硅性能的影响.在1450℃下对铁液中硅含量进行测试,传感器响应时间在10 s左右,稳定时间在20 s以上,而且传感器的重复性也很理想.当铁液中硅质量分数在0.5%~1.5%时,硅传感器测量值与化学分析法分析值相吻合.     

水性硅酸盐富锌涂层的SEM/EDS研究

利用自制的不同模数(SiO2/K2O摩尔比)硅酸钾溶液与锌粉复配制备成系列模数硅酸盐富锌涂料.采用场发射电子显微镜(SEM)研究了碳钢上水性硅酸钾富锌涂层在质量分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀形貌的变化,分析了水性硅酸钾溶液的模数对涂层结构及其防腐蚀性能的影响.采用能谱仪(EDS)测定了涂层在浸泡前及不同浸泡时期表面组成的变化,并据此分析了腐蚀产物对涂层结构和涂层防腐蚀性能的影响.结合腐蚀产物的X-ray衍射图谱(XRD)分析了腐蚀产物的组成.研究结果表明:水性硅酸钾溶液模数的增加有利于提高Zn粉颗粒间的粘接形成致密的富锌涂层.使用过程中该涂层的腐蚀产物能够增强涂层对腐蚀介质渗透的屏蔽效应,并与涂层中Zn粉对基材的阴极保护产生协同作用.     

硅基超晶格Ⅵ(A)/Si6/SiO2/Si6/Ⅵ(A)的电子结构

硅的有效光发射是硅基光电器件研究的一个关键问题,因此一直受到广泛的关注.本文采用第一性原理对新的硅基材料Ⅵ(A)/Sim/SiO2/Sim/Ⅵ(A)(m=6,Ⅵ(A)=O,Se)的能带结构、态密度和电荷密度等进行了计算研究.通过改变掺入Ⅵ(A)族原子氧和硒的对比,分析了SiO2层、不同的Ⅵ(A)族原子以及它们与最近邻Si原子的相互作用对硅基材料电子性质的影响.研究表明,在局域密度近似(LDA)下,O/Si6/SiO2/Si6/O结构在X点存在准直接带隙的特征,而Se/Si6/SiO2/Si6/Se在Γ点存在很小的直接带隙.     

SiO_2@CaF_2:Eu~(3+)核壳纳米球的制备及发光性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用Stber反应制备了平均粒径为250nm的SiO2纳米球,然后以柠檬酸为表面活性剂和修饰剂,在水醇体系中,利用均相沉淀法制备了SiO2@CaF2:Eu3+核壳纳米球,并对其进行了煅烧处理.运用X-射线粉末衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及透射电子显微镜(TEM)分别对产物的物相、表面性质及形貌尺寸进行了分析表征.最后,使用荧光分光光度计对样品的激发和发射光谱进行了分析.结果表明,CaF2:Eu3+包覆在非晶态的SiO2表面,该样品具有很好的荧光性能.     

单晶硅表面电化学方法制备定向硅纳米线阵列的研究

采用电化学方法在近室温条件下快速制备硅纳米线阵列.实验选用HF-AgNO3混合溶液,在单晶硅表面沉积生长一层薄的金属银的催化剂薄膜.然后在HF-Fe(NO3)3混合溶液中,利用银为催化剂,在硅片表面发生氧化还原反应,通过选择性腐蚀,制备出大面积硅纳米线阵列;利用扫描电镜分析了制备温度、时间及AgNO3的浓度对催化剂形状、大小的影响,并进一步分析了其对纳米线的定向特征、长度及填充率的影响.在本实验条件下,银催化剂的颗粒直径影响纳米线的生长,过大或过小的催化剂都不利于纳米线的制备.同时,纳米线的长度随着刻蚀生长时间的延长而增加.     

双热源煤新型气化机理研究

以煤和石英砂为原料,在自制双热源煤新型气化炉上实现了煤炭新型气化,测试了气化产物,从气化原料的高温结构相变和气化反应过程热力学分析出发,研究了煤新型气化机理.结果表明:双热源煤新型气化的产物除了富含CO的煤气外,还包括大量SiC副产品,其晶相以3C-SiC(77.99%)和6H-SiC(19.28%)为主,煤气中可燃气体浓度为86.9%～90.5%,产率5.0 m3/h;气化炉内不同温区,煤气产生原理不同,0～1 400℃温区,煤气主要来源于原料干燥和煤热解反应,1 400～2 600 ℃温区,煤气主要来源于多孔焦碳与SiO2(l),SiO2(g)及中间产物SiO(g)的电热还原反应,同时伴生副产品SiC;各气化反应阶段所产煤气总量为该时刻所有温区所产煤气总和.     

1,3-二(二苯基氯硅烷基)-2,2,4,4-四苯基环二硅氮烷的合成研究

以1,3-二氯-1,1,3,3-四苯基二硅氮烷(DCTPS)为原料,采用丁基锂脱氯化氢关环法,合成了1,3-二(二苯基氯硅烷基)-2,2,4,4-四苯基环二硅氮烷(BcPTPC).研究发现,不同溶剂中所得产物不同.在非极性溶剂中,能够顺利地得到BcPTPC;而在极性溶剂中,得到的产物为DCTPS的低聚体.对于BcPTPC及低聚体,采用1H-NMR、29Si-NMR谱及场解吸质谱(FD)进行了表征.     

硅表面改性及其生物学研究

为了增加海马神经元在以硅为基底的微电子器件表面的黏附和生长,采用化学方法对集成电路的衬底材料硅进行了表面改性,并对改性前后的硅表面进行了x射线光电子能谱分析、原子力显微镜形貌分析和接触角测定.用改良的考马斯亮蓝法对硅片和改性后的硅片进行了蛋白质吸附研究,并采用荧光显微镜观察了胎鼠海马神经细胞在改性前后硅表面的黏附行为.结果表明,改性后的硅表面接触角减小,粗糙度增加.蛋白质吸附结果表明硅的改性能减少蛋白质的吸附.海马神经细胞在改性硅前后表面的黏附行为研究表明,未改性的硅片上几乎不能黏附海马神经细胞,而改性后硅片上能显著增加海马神经细胞的黏附和生长,并能形成神经细胞网络.     

锂离子电池多孔硅／碳复合负极材料研究

以硅粉、镁粉和葡萄糖为原料,采用高温固相烧结工艺及水热法制备了循环性能优异的锂离子电池多孔硅／碳复合负极材料．利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品物相和微观形貌进行表征,研究了无定形碳包覆量对产物电化学性能的影响．无定形碳的存在,不仅对多孔硅粉的三维孔隙结构起到了支撑作用,也可有效改善复合材料的导电性能并有效缓冲电化学嵌／脱锂过程中多孔硅颗粒所产生的体积效应．电化学性能测试表明,10次循环后,多孔硅／碳复合负极材料平均每周次容量衰减为0．41%,100次循环后其可逆容量仍可维持在608．7mA·h／g．     

掺La(OH)_3多孔硅的感湿特性研究

本文报道了多孔硅的制备方法及形成条件,并对掺La(OH)_3多孔硅的感湿特性进行了实验研究,结果表明掺La(OH)_3多孔硅的交流阻抗随环境温度的增大而减少,呈近似线性规律,敏感度变化很小。掺La(OH)_3多孔硅化传统的LiCl敏感材料的繁感度有所提高。     

化学浸蚀温度对多孔硅粉理化性质的影响

多孔硅是一种由纳米硅原子簇为骨架构成的海绵状结构，具有比表面积高、生物相容性好等特征，能够应用于光电子器件、化学传感、生物医学等领域。笔者以金属硅粉作为研究对象，采用化学浸蚀工艺制备多孔硅粉，利用比表面积测定仪、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜等研究了不同浸蚀温度制备的多孔硅粉比表面积、孔径分布、表面形貌及微结构的变化。结果表明：化学浸蚀方法能够在金属硅粉表面形成含较多纳米尺寸孔洞的多孔硅粉；随着化学浸蚀温度升高，所形成的多孔硅粉比表面积明显增大。     

无烟粉煤催化气化碱渣煅烧脱碱制取硅肥

静态条件下研究了福建8种无烟粉煤催化气化后的含碱灰渣添加助剂煅烧脱碱后制取硅肥的可行性.结果表明:添加5%高岭土在870℃煅烧30~40 min,各煤种灰渣脱碱率接近100%,脱碱后的灰渣有效溶出量均超过20%;采用XRD及SEM对煅烧后的灰渣进行表征,揭示了助剂煅烧脱碱生成硅肥过程的实质,即在适宜煅烧温度下,助剂中被活化的主要物质SiO2(形成玻璃网络氧化物)、Al2O3(修饰中间氧化物)和灰渣中熔融并分解的Na2CO3(分解为修饰网络氧化物Na2O)等发生化学反应生成难溶于水而易溶于植物根系分泌有机酸的枸溶性硅酸盐,在煅烧脱碱的同时得到硅肥,实现了含碱灰渣煅烧脱碱无害化与资源化.     

沸石晶体SAPO-34特殊的螺旋式生长结构研究

目的研究硅磷酸铝沸石在不同模板剂条件下的形貌特征,并寻求控制晶体形貌的方法,分析其生长机制及原理,并获得其形貌控制的规律.方法配制去离子水与磷酸的混合溶液,加入铝源拟薄水铝石,搅拌至完全溶解,再加入吗啉并搅拌,加入硅源白炭黑至产生均匀凝胶,加入适量氢氟酸,将凝胶转入配有聚四氟乙烯内衬的反应釜中晶化,过滤出固体产物,并用去离子水反复洗涤,放入烘箱干燥,并检测其XRD谱线、核磁谱线、扫描电镜图像及原子力显微镜图像.结果当n(HF)∶n(Al_2O_3)=0.4时,能够得到完整的螺旋式生长结构晶体,样品形貌最佳.结论氢氟酸中的氟离子通过与SAPO-34中的铝原子结合,一定程度上阻止了磷原子和铝原子的配位,改变了SAPO-34常规的层状生长机理,产生了特殊的螺旋式生长结构.     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体，温度为850～1100℃，在（100）取向的单晶硅片上，采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌，用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响，并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

水泥—粉煤灰和水泥—硅粉浆体的XRD及SEM研究

本文应用XRD和SEM现代测试手段对粉煤灰和硅粉分别在水泥-粉煤灰和水泥-硅粉水化系统中的行为进行了研究.分别以水化1天、3天、7天、28天和90天的图形和照片,比较系统地显示了粉煤灰和硅粉不同的水化活性以及硬化浆体中各主要反应物和产物相的演变动力学.     

镧-铋二元合金的水相电化学诱导沉积

通过水相电化学诱导沉积的方法制备了La-Bi二元合金.采用X-射线衍射和扫描电镜技术表征了产物的形貌和晶体结构.考察了沉积电位、Bi和La的摩尔比例等实验参数对Bi诱导La沉积的影响以及沉积电位和沉积时间对产物的形貌的影响.实验表明,较负的沉积电位和较高的Bi和La的摩尔比易于诱导La的沉积,并且通过调节实验参数可控制产物的形貌和尺寸.     

高等植物硅素营养研究进展

硅在地壳中含量为27.6%,大部分以二氧化硅（SiO2）的形态存在,能被植物吸收的有效硅只有50～250mg/kg,植物吸收硅后土壤溶液中硅的浓度仍能保持在一恒定水平.硅在植物内主要以二氧化硅胶（SiO2＊nH2O）的形态存在于表皮细胞和细胞壁上,含量随物种不同而差异很大,同时还受植株部位、栽培方式及环境条件等因素影响.植物吸收硅主要以单硅酸形式,不同植物吸收硅的能力不同,水稻具有主动吸收硅的能力,大多数植物被动吸收硅.硅素对植物的形态结构和体内其它元素产生影响,能调节植物的光合作用和蒸腾作用,能增强植物抗倒性和抗旱性,高浓度的硅对真菌孢子的萌发和菌丝的生长有抑制作用,硅素能够提高植物对病虫害的抗性,降低病虫害的发生.     

SnO_2纳米线表面形貌影响因素研究

采用化学气相沉积法在经硝酸镍水溶液处理过的硅衬底上,通过控制生长条件,制备出了二氧化锡的几种纳米结构。利用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行了表征,并在此基础上对CVD过程中影响产物形貌的各因素进行了讨论分析,为实现SnO2纳米线的可控生长提供了工艺参数。