一、用高温光电子谱研究SrTiO_3纳米微晶薄膜晶粒边界热力学平衡(论文文献综述)
刘晓彤[1](2020)在《准一维Mo2C单晶纳米带的制备与超导电性研究》文中认为随着以微电子为基础的信息技术即将达到物理极限,低维超导材料由于能够产生各种新奇物性和具有巨大潜力的应用前景,而成为凝聚态物理领域的研究热点之一。二维薄膜或单晶薄片以及一维纳米结构等各种低维超导材料都受到了广泛的关注,其中低维过渡金属碳化物是最近新合成出的一类低维超导材料。超导Mo2C单晶薄片作为一种典型的代表,已经表现出了优异的超导特性,以及高稳定性和催化活性等优异性能,是用于储能、催化和微电子器件方面的理想候选材料。因此,本论文将以低维Mo2C单晶纳米材料为研究对象,重点对准一维Mo2C单晶纳米带的生长、形貌、微结构和超导电性进行详细的研究。首先,我们使用CVD法在Mo/Cu基底上合成了不同形貌的Mo2C单晶纳米结构,并通过优化甲烷流量和生长时间等实验参数,成功获得了不同厚度的准一维Mo2C单晶纳米带;然后,借助电子显微镜和拉曼光谱仪等各种表征手段对准一维Mo2C单晶纳米带的形貌、微结构和晶体质量进行了详细的表征;最后,系统测量了准一维Mo2C单晶纳米带的低温电输运性质,详细讨论了外加磁场对其超导电性的影响,发现厚度约为220nm的准一维Mo2C单晶纳米带在零场下的超导转变温度约为3.15K,零温时的上临界磁场仅为0.29T,远小于其泡利极限磁场(~6T),这说明该材料体系的上临界磁场受到了增强的轨道效应的限制。此外,我们还对比探究了样品厚度对准一维Mo2C单晶纳米带超导电性的影响,发现随着样品厚度的减小,其超导电性被逐渐抑制,上临界磁场逐渐增加,这可能是由于样品厚度的减小使体系中无序度的增加和轨道效应减弱的原因。
赵越[2](2017)在《强磁场对Co薄膜扩散偶体系的互扩散行为及磁性能的影响》文中研究指明扩散作为材料科学中一种重要的物质传输现象,是最重要的基础科学问题之一,扩散会影响材料的组织结构转变和稳态特性。材料加工中很多物理化学过程都与扩散密切相关,例如相变、烧结、固溶体形成、半导体掺杂等。因此,研究原子的迁移扩散规律十分重要。对于薄膜,其厚度尺寸已经接近原子扩散长度,其表(界)面积和体积的比值大大增加,原子迁移和扩散的影响程度相对于块体材料会更明显,也更加重要。强磁场作为一种极端条件的特殊磁场形式,具有非接触、无污染和高能量等特点,可以将高强度的能量无接触地传递到原子尺度,影响或改变原子和分子的排列、匹配和迁移等行为。研究表明,强磁场对块体材料的扩散会产生显着影响。本文把强磁场引入薄膜热处理过程中,利用强磁场控制扩散,不仅可以探寻强磁场对薄膜中扩散的影响规律,还可以达到利用强磁场调控薄膜磁性能的目的。本文以Co薄膜为基础,分别研究了不同热处理温度条件下强磁场对Co单层膜与Si单晶基底组成的Co/Si(100)扩散偶,Co与Cu组成的Cu/Co/Si(100)、Co/Cu/Si(100)双层膜扩散偶和Co/Cu/Co/Si(100)三层膜扩散偶中互扩散与磁性能的影响。通过考察薄膜扩散偶微观结构、互扩散行为、磁性能变化情况,从磁自由能等影响因素对薄膜的作用效果出发,对实验现象进行分析,初步揭示强磁场对薄膜中扩散行为及磁性能的影响规律。主要结果如下:(1)对于Co/Si(100)扩散偶,结果表明:300 ℃热处理时强磁场促进了 Co和Si间的互扩散,降低了薄膜的饱和磁化强度和矫顽力;350 ℃时强磁场促进了互扩散,提高了饱和磁化强度、降低了矫顽力;400℃时强磁场抑制了互扩散,提高了饱和磁化强度、降低了矫顽力;450 ℃时强磁场促进了互扩散,提高了饱和磁化强度和矫顽力;500 ℃时强磁场促进了互扩散,降低了饱和磁化强度、提高了矫顽力。600、700和800 ℃时强磁场促进了 Co和Si的互扩散,增大了 Co薄膜表面颗粒尺寸和粗糙度;600 ℃时在Co/Si(100)薄膜扩散偶中开始发现了 Kirkendall效应,强磁场降低了矫顽力、对剩磁比无影响;700和800 ℃时降低了矫顽力和剩磁比。(2)对于Cu/Co/Si(100)双层膜扩散偶,结果表明:300和400 ℃热处理时主要以Co和Si互扩散为主;300 ℃时施加强磁场后降低了饱和磁化强度、对矫顽力无影响;400 ℃时提高了饱和磁化强度和矫顽力;500 ℃时强磁场促进了 Co、Cu间和Co、Si间的互扩散,降低了饱和磁化强度、提高了矫顽力。对于Co/Cu/Si(100)双层膜扩散偶,结果表明:强磁场促进了 Cu和Si间的互扩散;由于Cu层的阻碍作用,300、400和500 ℃热处理时,强磁场抑制了 Co和Si间的互扩散,提高了饱和磁化强度和矫顽力。(3)对于Co/Cu/Co/Si(100)三层膜扩散偶,结果表明:300和500 ℃强磁场热处理后,主要以Co和Si互扩散为主,强磁场对饱和磁化强度和矫顽力无影响;400 ℃时,强磁场促进了 Co、Cu间的互扩散、抑制了 Co、Si间的互扩散,降低了饱和磁化强度和矫顽力。(4)初步揭示了强磁场热处理对Co薄膜体系互扩散和磁性能的作用机理。强磁场会增加新、旧两相的自由能差,为相变提供驱动力。强磁场通过引入磁自由能促进了组元间的互扩散。强磁场通过改变薄膜中磁性相含量、组元间的互扩散、合金化程度以及缺陷含量进而影响薄膜的饱和磁化强度。强磁场通过影响晶粒尺寸、颗粒尺寸、表面粗糙度和合金化程度决定矫顽力。不同热处理温度时相组成的变化导致了强磁场的作用效果不同。
薛红涛[3](2017)在《CuInSe2基薄膜太阳能电池材料结构和性质的理论研究》文中提出太阳能作为一种可再生清洁能源,有着其它能源不可比拟的优势。目前,世界各国正把太阳能的商业化开发利用作为重要的发展方向。其中CuInSe2(CIS)基薄膜太阳能电池以其优越的综合性能被业内公认为是最具工业化前景的一类薄膜太阳能电池。2016年6月,CuIn1-xGaxSe2(CIGS)薄膜太阳能电池的实验室光电转换效率记录再次被打破,达到22.6%,这一效率将其与多晶硅太阳能电池的光电转换效率差值进一步扩大到2.2个百分点(晶硅电池效率的世界纪录为20.4%)。因此,CIS基薄膜太阳能电池有望成为下一波太阳能发电投资的重要角色,CIS基薄膜太阳能电池材料也因此成为当今光伏领域的研究热点。除了对其进行大量实验分析以解决CuInSe2基薄膜太阳能电池实验室制品与工业产品之间光电转换效率的较大差距外,利用计算机模拟技术,从实验很难进入的原子和电子层面上对CuInSe2基薄膜太阳能电池材料进行理论计算模拟将是完善和深化这类电池材料基础理论研究的有效途径和必然选择。本论文主要从理论上研究了掺杂、形变以及高压条件下CIS基薄膜太阳能电池吸收层材料的晶体结构、电子性质、热力学相图、微观原子分布形态、非均匀性、本征韧脆性质及压致相变等,总结了一些有价值的规律,解释了一些重要的实验现象,为进一步的材料设计和制备提供了理论依据和新思路。本论文的主要研究内容和成果如下:1)采用基于密度泛函理论的第一性原理计算和热力学模型相结合的方法计算了 Ga掺杂CuInSe2相分离的热力学相图(双节线、旋节线),该相图呈“M”形,这与文献中前人计算出的倒“U”形相图有显着区别,属于对前人CIGS相分离热力学相图做出的修正。计算首次发现在CIGS的双节线和旋节线上均存在局域最大值和最小值;CIGS在贫Ga和富Ga区域内分别存在一个会溶点(consolute point,xc = 0.174、T= 524K,xc = 0.818、Tc = 659K)。我们的相图很好地解释了 Gutay等人发现的实验现象以及Ludwig等人的计算结果:在相同温度下CuIn0.25Ga0.75Se2比CuIn0.75Ga0.25Se2具有更高的非均匀性。本文的相图可以为实验进一步地制备均质化、高性能的CIGS吸光层材料提供理论指导和依据。2)采用集团展开、第一性原理计算和蒙特卡罗模拟三种方法联合研究了 S掺杂CuInSe2的溶混间隙相图(双节线),并深入研究了晶格热振动对CuIn(Se1-xSx)2(CISS)合金溶混间隙相图的影响。计算首次得到了 CISS合金相分离的溶混间隙相图并发现了CISS合金的低温相变机理。CISS合金的会溶点(相分离的临界温度及对应的成分点)为Tc=170K、xc = 0.61,其溶混间隙呈非中心对称状;当温度低于170K时,CI3S在热力学上是不稳定的,会自发地分解成结构相同但成分不同的富Se、富S两相混合物。研究还发现,当考虑晶格热振动对系统自由能的贡献后,CISS的溶混间隙相图发生了显着变化:呈现出更大的非对称性,会溶温度降低至130K、降幅达26.7%,超出了常规范围。对于这一现象,我们用尺寸失配机制给予了合理解释。3)采用基于第一性原理计算和集团展开法的蒙特卡罗模拟方法系统研究了不同掺杂浓度下吸光层材料CIGS中In、Ga原子、CISS中Se、S原子的分布形态和非均匀程度随温度的变化。结果发现,低温下CIGS中Ga(In)原子的偏聚形态随Ga浓度的升高依次呈球状、棒状、层片状和块状等四种结构,而CISS中S(Se)原子的偏聚形态随S浓度的升高则主要呈椭球状和层片状两种结构。CIGS中Ga原子和CISS中S原子分布的非均匀程度σ随温度升高均呈“Z”字形变化,即σ在某一温度区间发生了陡降,这标志着CIGS、CISS在σ陡降的温度区间内发生了非均质到均质的相变。我们提出并测试了一种预测这类掺杂材料非均质-均质相变以及相变温度的新方法,该方法的可靠性使得其有望在其它类似的掺杂材料中得到应用。4)采用第一性原理计算方法系统研究了A1掺杂CuInSe2的晶格结构、电子结构和溶混间隙相图。结果发现,CuIn1-xAlxSe2(CIAS)的晶格常数a和c随掺杂浓度x线性变化;在CIAS中In-Se和Al-Se键长随掺杂浓度的增加而减小,Se-Al-Se键角随掺杂浓度的增加趋于定值109.5°;CIAS是一类直接带隙半导体材料,其带隙随掺杂浓度的增加而变大。计算得到的CIAS溶混间隙相图显示CIAS的会溶温度Tc为480K,当温度低于480K时CIAS在热力学上具有相分离的倾向。5)采用第一性原理计算方法系统研究了 CuAlSe2、CuGaSe2、CuInSe2、CuGaS2和CuGaTe2五种黄铜矿型吸光层材料的广义层错能、解理能、成键特性和本征韧脆性质。结果表明,这五种材料均最容易沿<110>(112)方向滑移,而在<110>(112)滑移方向上CuInSe2是五种材料中最可能发生位错形核诱致的塑性变形的;五种材料均倾向于优先在(112)面发生解理。基于 Rice-Thompson判据分析发现,这五种材料均为本征脆性材料,而这些材料的韧性随着材料本身离子性的增强在一定程度上能得以改善。这一发现为实验中改善这类吸光层材料的韧性、防止其在柔性基底薄膜太阳能中产生裂纹指明了方向和途径。6)采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统研究了CuGaSe2(CGS)在0~100GPa范围内的结构相变和电子结构。研究首次从理论上证实了实验所发现的CGS在压力的作用下会由四方I42d结构转变为立方Fm3m结构,计算结果表明这一相变发生在11.87GPa,相变的体积损失率为13.33%。研究还首次发现CGS在更高的压力下可以从立方Fm3m结构转变为斜万Cmcm结构,这一新的相变发生在51.4GPa左右,体积损失率为0.49%;在压力作用下CGS四方I42d相的带隙随压力的增大而展宽;高压下CGS的Fm3 m相和Cmcm相均具有金属性,这与 高压下CGS的离子性增强有关。
曹青[4](2014)在《ZrO2基纳米粒子薄膜电阻开关特性研究》文中指出随着传统存储器件的尺寸越来越达到其缩小极限,阻变存储器以其结构简单、可缩小性强、功耗低以及保持时间长等优点受到广泛关注。在众多阻变材料中,二元金属氧化物材料又由于组分简单,容易可控生长等优点被大量研究。ZrO2具有高介电常数、良好电阻开关特性,性能稳定且易于制备等优点。此外,为适应未来对存储器件的存储密度要求,需要开发新型高密度存储元件,而目前关于一维纳米材料非易失性存储的研究报道的还比较少。本文以ZrO2为主要材料,通过水热法制备了ZrO2纳米粒子(NPs)、锆镍及锆铜复合纳米异质结,通过调节制备参数、掺杂改性和微观结构等措施研究其阻变特性优化。主要内容如下。首先,采用水热法制备出单斜相ZrO2 NPs,结晶度比较低,粒子尺寸为7~10 nm。其中180℃水热3h时,ZrO2的结晶性相对较好,开关比最大(~9206)。水热ZrO2 NPs经600℃焙烧后,结晶度大大提高,而开关比显着降低(<10),其原因可能是载流子迁移率增大进而使高阻态的电流值增大。ZrO2 NPs的开关机理可归因于氧空位细丝的形成和断裂。随后选取最佳水热参数,制备Li、La掺杂ZrO2 NPs。研究发现Li以替代Zr形式掺入ZrO2,可增强氧空位导电细丝,因此提高ZrO2 NPs的开关比并降低其开电压;当Li掺杂浓度超过15%时,过量Li存在于晶格间隙,使得Li-ZrO2的开关比反而低于本征ZrO2 NPs。而La掺杂ZrO2 NPs中,La形成间隙缺陷,阻碍氧空位产生,削弱导电细丝;同时Lai3+作为载流子参与导电,增大高阻态电流,导致其开关比低于本征ZrO2 NPs。其次,水热反应制备的CuO纳米结构与ZrO2 NPs形貌差别较大。180℃,pH=7条件下水热1h可得到结晶性良好的单斜相CuO,为粒径约75nm的花椰状结构;其开电压-1.2 V左右,开关比为240左右,开关机理可归因于电场作用下肖特基势垒高度的变化。pH增大到10,CuO变为花形薄片结构,厚20 nm左右。通过物理混合和化学复合法所得ZrO2-CuO复合纳米材料中ZrO2与CuO均可实现均匀混合。与本征ZrO2相比,其开电压明显降低,开关比减小。第一性原理计算发现ZrO2-CuO复合结构费米能级附近的电子能态主要由CuO的Cu3d态贡献 导致带隙减小 载流子更易跃迁 因此开电压降低,开关比减小。对于锆镍复合纳米材料,采用水热-焙烧法,通过调节实验参数制得了分散性良好的27 nm左右的立方相NiO NPs。随焙烧温度由400℃升高到900℃,其结晶性提高,开关比由1407剧烈下降至11左右,开电压均比较低(-1.3 V左右),其原因可能是纳米粒子结晶后,其晶界势垒减小,载流子迁移率增大,导致开关特性变差。异质结界面耗尽层宽度的改变是导致NiO NPs电阻开关现象的主要原因。ZrO2与NiO NPs复合后开电压和开关比(28~1485)均降低。这是因为NiO的混合提高了复合纳米粒子的导电性,增大了高阻态的电流。总之,所制备锆基纳米粒子均具有可重复电阻开关特性,低价元素替位掺杂可有效降低开电压并提高其开关比,采用p型CuO、NiO与ZrO2复合获得纳米异质结可降低阻变器件的开电压,但其开关比也会下降。通过合理控制掺杂缺陷、优化器件结构和设计异质结界面等措施可提高ZrO2的阻变特性。本文研究对开发新型ZrO2基纳米粒子阻变存储器有参考价值。
邹永存[5](2014)在《纳米结构的半导体金属氧化物:合成及气敏、光催化性质》文中指出半导体材料在催化、传感、光学器件及光电转化等众多领域具有重要的应用价值。伴随纳米技术的发展,传统的块体半导体材料已无法满足现代工业对材料的需求。纳米结构的半导体材料与块体材料相比具有粒子尺寸小,比表面积大,表面活性位点多等优点,材料的纳米结构化为优化材料性能提供了无限可能,甚至在解决环境与能源问题上也被寄予了厚望。尤其是功能导向的半导体纳米材料的设计合成已成为现阶段的研究热点之一。经济社会持续发展带来的环境以及能源问题促使人们不断探索新的解决途径。在经济高速发展的过程中,环境中的有毒,有害,易燃,易爆气体的监测与控制已成为必须解决的问题之一,而气体传感器的出现为解决这一问题开辟了新的途径。半导体纳米材料尤其是金属氧化物,由于其具有成本低、易制备、尺寸可控等优点被广泛应用于气体传感器的制作并且气敏性能优异。在众多的环境污染物中,酚类是一类具有致畸、致癌潜在毒性的常用化工原料,其中苯酚是最常见的一种。如何有效处理工业废水中苯酚污染物也成为环保方面的一个重要研究课题。在众多技术手段中,光催化降解技术因为具有高效、稳定以及无二次污染等优点,成为解决酚类环境污染问题的一种理想手段。然而,为从根本上解决环境问题,必须寻找可替代清洁能源,降低人们对不可再生的化石燃料的依赖程度。太阳能作为取之不尽、用之不竭的能源,在清洁能源中占有重要的地位。同时将太阳能转化为化学能即利用光催化技术裂解水产生洁净能源—氢能,也是目前研究的热点。实现高效光催化技术的核心是光催化剂,半导体材料作为研究最为广泛的光催化剂之一,如何提高其光催化性能则成为研究重点。本论文以氧化铟、氧化锡、及二氧化钛等金属氧化物半导体为研究主体,以通过半导体材料纳米结构化提高其性能为目的,深入地探讨了纳米结构与材料气敏、光催化性能之间的关系。本论文所取得的成果也将为新型半导体材料的功能优化提供有价值的依据。一、通过在In2O3/SnO2复合网状纳米纤维(ISc)上负载La0.7Sr0.3FeO3纳米粒子获得了一种具有抗湿能力的三甲胺气体(TMA)敏感材料(LISc)。并考察了La0.7Sr0.3FeO3纳米粒子对ISc气敏性能的影响,发现La0.7Sr0.3FeO3纳米粒子担载可以有效地提高ISc对TMA的敏感性能。我们从实用的角度出发,详细考察了湿度(RH%)对LISc复合材料TMA敏感性能的影响。实验证明:当湿度达到85%时,此传感材料制成的传感器对1ppm TMA仍有很灵敏的响应,灵敏度可以达到6。我们还考察了此传感器的工作稳定性,每隔10天进行一次测试,经过60天连续测试后,我们可以看出在不同浓度的TMA气氛中,LISc传感器的响应随时间延长几乎不变,说明其稳定性很高。高效、灵敏、稳定的TMA敏感性能主要得益于所得复合材料的异质结构和多孔网状结构。这一结果将有效地推进半导体传感材料的实际应用。二、在没有任何添加剂的情况下,采用异丙醇和甘油的混合溶剂,通过调控实验参数分别合成了球状铟甘油盐前驱体和由纳米片组装的多级花状的空心铟甘油盐前驱体,所得前驱体经过热处理(在空气气氛中350°C煅烧2h)即可得到对应的由约30nm粒子组成的纳米球状和由薄片组装的多级花状空心In2O3纳米材料。通过时间实验阐明了多级花状空心铟甘油盐前驱体的形成机制为奥斯瓦尔德熟化过程,即相同物相的溶解-再结晶过程。我们对两种结构的In2O3纳米材料分别进行了气敏性能测试。两者的最佳响应温度均为245°C,且多级花状空心In2O3材料的气敏性能明显地优于In2O3纳米球状材料,这应该归于多级花状空心结构的富孔性质及较大的比表面积。还考察了多级花状空心In2O3材料的选择性,通过对100ppm的乙醇,丙酮,甲醇,苯,CO,H2,NH3等气体进行气敏选择性测试,发现多级花状空心In2O3材料对乙醇的响应灵敏度最高,可以达到55,并且响应时间小于10s。三、以异丙醇钛和甘油为反应原料,在无模板的条件下,以溶剂热法合成了多级花状钛甘油盐。通过调变异丙醇钛的浓度及异丙醇混合溶剂的用量来调控钛甘油盐前驱体的形貌。我们发现异丙醇钛的浓度及异丙醇混合溶剂的用量对前驱体的形貌有很大的影响。将所得的多级花状钛甘油盐前驱体煅烧后得到形貌保持的TiO2材料,同时研究了前驱体的煅烧温度对所得材料的光催化降解苯酚性能的影响,由苯酚降解性能看,我们认为550°C为最佳处理温度,经过紫外光辐照40min,苯酚降解率达到89%。另外,也考察了不同形貌钛甘油盐在相同温度处理后(550°C)得到的不同形貌TiO2材料的光催化性能,结论为:纳米片组装的多级花状TiO2的催化性能最好,与商业二氧化钛P25催化性能相当。但是,我们所得的TiO2材料是微米级的材料,与纳米粒子材料P25相比,在实际应用中我们的TiO2材料更容易分离,方便回收及循环利用。四、采用溶液法在室温条件下合成了棒状的PbCrO4纳米材料。研究结果表明:室温合成的赤铅矿PbCrO4的吸收带边在550nm左右,计算出PbCrO4的禁带宽度约为2.27eV,具有很强的可见光吸收能力,能有效地利用可见光。我们采用λ>400nm的可见光,以硝酸银作牺牲剂考察了赤铅矿PbCrO4的光催化产氧性能,发现其具有光催化产氧活性。进一步研究了不同煅烧温度对赤铅矿PbCrO4的微观结构和光催化活性的影响。发现随着煅烧温度的增加,XRD峰的强度逐渐减弱,可能是由于在煅烧过程中PbCrO4发生部分分解,并导致光催化活性降低。
郑辉[6](2013)在《0-3型混合共烧钛酸钡/镍锌铁氧体复相陶瓷的形成及其电磁性能研究》文中进行了进一步梳理0-3型铁电钙钛矿/亚铁磁铁氧体复相陶瓷是一种重要的多铁材料。它可用于实现多功能元器件,如用于制造电容/电感集成的滤波器,以进一步促进大规模集成电路的小型化,及用于改善可调元器件和传输、反射或吸收电磁波的元器件的阻抗匹配等。但是在高温烧结过程中,这类材料极易发生晶相间离子的相互扩散,从而容易生成杂相并增加空间电荷。这样,它们通常表现出接近1的高的低频介电损耗,从而限制了它们的实际应用。本文通过增加晶相间的惰性非晶相来阻隔0-3型BTO/NZFO (BaTi03/Ni0.5Zn0.5Fe2O4)铁电/铁磁复相陶瓷中两相离子的直接互扩散,以抑制杂相的生成并降低介电损耗,使其更适合于实际应用。本文详细研究了相组成、化学组成、不同NZFO前驱体粉末和外掺PBO(2PbO-B2O3)玻璃相对0-3型混合共烧多铁BTO/NZFO复相陶瓷的形成和电磁性能的影响,并探讨了复相陶瓷中的电磁性能-结构关联机理。主要结果如下:第一,本文发现,在用高烧结活性的燃烧法NZFO前驱体制备的BTO/NZFO复相陶瓷中形成了大量的非铁电的六方BTO相。它是由两相离子的互扩散引起的。六方相和两相互扩散的存在增加了陶瓷的介电损耗,并降低了其磁导率。为了抑制六方相的生成和两相互扩散,用柠檬酸铁取代硝酸铁作为制备燃烧法NZFO的铁源,获得的前躯体NZFO中晶粒度减小也即界面非晶相含量增加。进而在用这种NZFO粉末制备的BTO/NZFO复相陶瓷中,利用非晶相对扩散离子的吸收作用及对晶相间离子直接扩散的阻隔作用,既成功地抑制了六方BTO的生成,也减少了扩散离子对两相的掺杂。这样,NZFO含量在渗流闽值以下的复相陶瓷的低频介电色散和介电损耗也就被降低了,获得了即使在102Hz的低频处介电损耗也小于0.1的无杂相的多铁BTO/NZFO复相陶瓷。这对于其走向实际应用很有意义。第二,对于用低烧结活性的NZFO (Ni0.55Zn0.45Fe2.029O4)前躯体制备的复相陶瓷,通过外掺高阻的PBO玻璃相隔断NZFO之间的导电通路,也成功地使其电导率下降了1-2个数量级。同时,PBO玻璃相通过液相烧结机理也显着降低了复相陶瓷的烧结温度,并促进了NZFO的颗粒长大。由于NZFO颗粒的长大和PBO对晶界的清洗作用,复相陶瓷在外掺4wt%PBO时磁导率最高可以提高200%。第三,采用低于其化学计量比的Fe含量可以减小跳跃电子的浓度,从而NZFO陶瓷和高NZFO含量的BTO/NZFO (Ni0.5Zn0.05F32O4)陶瓷的低频巨介电常数和电导率可降低两个数量级。而常压氧气氛中退火可以抑制低NZFO含量复相陶瓷的低频介电色散,并降低其损耗,损耗低于0.1的频率范围可从1MHz以上扩展到100KHz。此外,Ba/Ti小于1可通过抑制氧空位而抑制六方BTO的形成,从而有利于改善BTO和NZFO的共烧性质。第四,我们也研究了渗流转变对复相陶瓷在整个组成范围内的致密化和电磁性能的影响。发现致密度、介电常数和磁导率都受渗流转变的控制。其中后两者随NZFO含量的变化符合Kirkpatrick有效介质方程。通过对介电频谱和温谱及磁导率频谱的深入分析,发现在渗流转变以前,BTO的极化和非磁性主导了复相陶瓷的电磁响应;而在渗流转变之后,NZFO的巨介电响应和高的磁导率主导了电磁响应。第五,进一步分析表明,NZFO中的巨介电响应起源于其内部不均匀的极化子变程跳跃电导,这种跳跃电导的温度依赖关系可由Mott的1/4定律解释。在此基础上结合BTO中的介电响应和有效截止方程,建立了与BTO/NZFO复相陶瓷的实验介电频谱相吻合的理论色散方程,从而增进了对铁氧体及多铁复相陶瓷的介电和电导机理的理解。第六,本文又从180°畴结构的铁磁颗粒的磁导率的频率色散机理出发,推导了其理论色散公式,阐明了在以往研究中未充分考虑的复合材料的内部退磁场对铁氧体磁导率的影响,即它会造成自旋转动对磁导率的贡献被“屏蔽”掉,使得当铁氧体含量减少到渗流阈值附近时,铁氧体的磁导率会急剧下降。最后,通过分析实验的磁导率频谱,本文阐明了BTO/NZFO复相陶瓷中导致NZFO磁导率急剧下降的三种机理:各向异性场的增加、畴壁运动的回复力系数的增加和退磁因子的增加。前两个因素与两相互掺、应力和颗粒(晶粒)长大被抑制等有关,后一个因素即退磁效应。这个结果对于理解0-3型铁电/铁磁复相陶瓷的磁性质具有普遍意义。
吴俊荣[7](2013)在《非贵金属改性层状钙钛矿光催化剂的制备及性能研究》文中提出借助光催化剂,利用太阳能光催化分解水产氢可以同时解决能源短缺与环境污染两大问题,氢能产生过程无需外加能量,氢燃烧供能产物是水,不会造成环境污染,并能利用自然的太阳能,是非常理想的产能途径。要实现该过程,光催化剂是问题的关键,研制出能响应可见光,具有高效光催化分解水制氢催化剂才能有效将太阳能转换为氢能。目前光催化剂研究的重点在于催化剂的可见光响应及高效,本论文制备了改性层状钙钛矿型K2La2Ti3O10基光催化剂,用于光催化分解水制氢反应。考察了催化剂的溶胶-凝胶和水热制备法,溶胶-凝胶法中的焙烧温度,焙烧时间及焙烧方法对催化剂活性的影响;对催化剂进行离子掺杂和助剂负载,考察了掺杂离子种类和浓度以及负载助剂浓度对催化活性的影响;对牺牲剂体系进行筛选;探讨了催化剂的能带结构与催化剂活性间的关系,并研究了光催化过程的机理。1.采用溶胶-凝胶法制备的样品具有介孔Ruddlesden-Popper型层状钙钛矿结构,孔隙度较大,是较优良的光解水制氢催化剂。950℃下焙烧2小时得到的样品具有完整的K2La2Ti3O10钙钛矿晶体结构,光催化分解水活性较高。焙烧温度低于950℃和焙烧时间较短,都不能形成完整的K2La2Ti3O10晶体结构,焙烧时间过长会使样品中晶体烧结,孔隙度减小,催化活性降低。2.冷等离子体焙烧处理,在样品中形成了较多的晶格缺陷,为电子-空穴的复合提供了活性位,样品的催化活性低于传统高温焙烧样品。3.过渡金属阳离子的掺杂,可以在半导体带隙中引入杂质能级,降低产生光生电子所需能量,使催化剂对可见光响应,有利于提高催化剂活性。Fe3+离子掺杂的光催化剂活性最高,Fe3+离子进入晶格中取代部分Ti4+离子,在催化剂晶格中产生点缺陷,但不改变基质的钙钛矿晶型结构。4. Fe3+离子的掺杂有利于样品(110)晶面的完整,随着Fe3+离子浓度的增加,晶相强度逐渐降低,掺杂浓度有一个最佳值Fe∶La=0.05∶1(分子比),过量的Fe3+离子会在晶体中形成大量点缺陷,为电子-空穴的复合提供活性位,导致催化剂活性下降。掺杂Fe3+离子后,催化剂的光吸收边红移至可见光区,且随着Fe3+离子浓度的增加,对光的吸收程度升高。5.贵金属Pt助剂的负载能促进电荷分离,大大提高催化剂的活性,用传统浸渍-H2还原法负载Pt的催化剂样品活性比浸渍-H2等离子体还原法和在线光沉积法制备样品的活性高。Pt的负载导致样品衍射峰强度显着降低,可能是Pt在晶体表面覆盖造成。6.层状钙钛矿型K2La2Ti3O10基催化剂在甲醇牺牲剂体系中光催化活性最高。7.助剂负载能促进电荷分离,提高催化剂活性。用浸渍法在基质表面负载p-型Ni/NiO核/壳结构(NiOx),有利于电子的快速传递;与n-型K2La2Ti3O10半导体基质形成p-n异质结,能促进电荷的分离,提高催化活性。NiOx的负载量有最佳值,3wt%NiOx负载的Fe-K2La2Ti3O10催化剂光解水活性最高,6h累积产氢量可达约600μmol/g,过多NiOx的负载会导致催化剂基质表面被过多遮蔽,光吸收表面减少,对光的吸收利用率减小,催化活性降低。8. NiO负载后进行的还原-重氧化处理,使催化剂中存在Ni0和Ni2+两种状态,促进电子-空穴分离,同时有利于H+的还原。9. Fe3+离子掺杂与NiOx负载催化剂具有直接禁带,催化剂的吸收边拓展至可见光区,Fe-K2La2Ti3O10的吸收带边为458nm,NiOx/Fe-K2La2Ti3O10的带边为434nm。NiOx的负载在半导体基质上引入受主杂质,有利于光生电子向催化剂表面的迁移,促进H+在表面活性位的还原,减少电子-空穴的复合几率。10. XPS表征结果显示,催化剂表面负载的Ni0是H+还原为H2的表面活性反应位,NiO也可能参与了H+还原产氢反应的给电子过程。11.催化剂中存在表面吸附氧(酸性羟基)和晶格氧两种形态,反应后催化剂中晶格氧数量增加,表明在反应过程中,表面的吸附氧可能转变成了晶格氧。12.原位红外实验显示,层状钙钛矿型K2La2Ti3O10基催化剂中,层板上的Ti是甲醇的活性吸附位,甲醇以自由羟基形式饱和吸附在催化剂上,水在催化剂上以表面吸附水形式存在,基本不产生强烈的氢键。紫外光照射反应后,甲醇羟基被消耗,氧化为甲醛直至甲酸,由此推测甲醇牺牲剂存在时光催化分解水制氢机理。本论文创新之处:1.研制出可见光响应、较高效的非贵金属改性层状钙钛矿型光催化剂NiOx/Fe-K2La2Ti3O10,用于光催化分解水反应,能有效产氢,6h累积产氢量可达600μmol/g。2.考察了对催化剂进行过渡金属阳离子掺杂及非贵金属NiOx负载与基质形成p-n结等改性过程对催化剂活性的影响,并分析了改性与催化剂能带结构及光物理性质的改善之间的关系,探讨催化剂的能带结构与催化剂活性间的关系。3.采用原位红外技术在线考察了催化剂上吸附物种的变化,研究了甲醇及水在催化剂表面的吸附情况,并提出甲醇牺牲剂存在时光催化制氢反应的机理。
刘学璋[8](2013)在《CVD金刚石/铜复合材料的基础研究》文中指出金刚石的热导率为铜的4-5倍,密度比传统的金属封装材料小,具优良的高温性能、抗辐射性能和化学稳定性。铜具良好的导电性,有良好的延展性和可塑性,易焊接。金刚石/铜基复合材料由于其高导热性在大功率电真空器件中有广泛的应用。对于金刚石/铜基复合材料来说,充分发挥金刚石导热性能的前提是使金刚石在铜基中沿导热方向形成并联式结构。化学气相沉积(CVD)能生长出连续的金刚石膜,是实现这种并联结构复合材料的理想方法。但是,铜是既不溶碳也不能形成碳化物基体,且与金刚石热膨胀系数差异很大,严重影响CVD金刚石/铜基复合材料的制备。为此,本文就改善CVD金刚石在铜基体上形核生长、增强CVD金刚石与铜结合等进行了基础研究,并首次提出了两种制备CVD金刚石并联结构/铜复合材料的方法。1根据水溶液体系中纳米金刚石颗粒与铜基体间相互作用,通过热处理调控纳米金刚石(Nanodiamond)表面的含氧官能团,使其在水溶液中与铜基体产生强静电作用。在静电作用下,纳米金刚石颗粒可均匀吸附于铜基表面。这种纳米金刚石在铜基体的静电吸附可使CVD金刚石形核密度达1011cm-2,比一般热丝CVD金刚石的形核率提高近2个数量级。2提出一种Nanodiamond/n-Pt复合层增强形核并改善金刚石/铜结合状态的方法。在静电吸附的纳米金刚石层表面蒸镀一层约40nm厚的Pt,然后在此Nanodiamond/n-Pt复合层上沉积金刚石。该方法可使金刚石膜牢固结合于铜基体,SEM显示金刚石膜与铜基体间无明显的过渡层;Raman光谱的峰偏移计算金刚石膜的应力为-7.56GPa,与热应力的理论数值接近,表明金刚石/铜间结合良好。3考察了Ti、W(可形成碳化物型)与Ni(碳溶解型)过渡层对金刚石膜生长、结合性能的影响。Ti过渡层既能与金刚石形成碳化物,又能与铜基体形成扩散,能显着提高金刚石膜的结合;与Ti过渡层相比,W过渡层上沉积的金刚石膜与铜基体结合较差;因C原子在Ti中的固溶度远大于W,同等沉积条件下,Ti过渡层上生长的金刚石膜中非金刚石相比W过渡层上的多。Ni过渡层上可沉积出晶体颗粒接近热力学形态的高质量金刚石膜,其中非金刚石相的含量小于5.56%,但结合不佳。4研究了铜模板通道内CVD金刚石的生长行为。当沉积气压为2.OkPa时,可生长出连续的金刚石膜。而金刚石晶粒尺寸随模板通道长径比的增加而大体呈线性降低,当通道的长径比为2.0时,金刚石膜表面光滑,晶粒完全细化,变成典型的球形纳米晶金刚石膜;通过气源强制输送可明显改善模板通道内金刚石的质量,约在600μm通道深度处的CVD金刚石的结晶完整性仍较好。气源强制输送主要改善了金刚石沉积过程中的[CH3]加成速率,进而提高了通道内金刚石生长的均匀性;模板法原位生长可获得金刚石/铜微通道复合材料,采用纳米金刚石增强形核与过渡层增强结合,铜微通道基片表面可生长出连续、光滑的金刚石膜,CVD金刚石膜与基片结合牢固。微通道的直径为0.236mm,通道间的距离为2mm。5采用钨丝((?)1mm)为芯材沉积出高质量金刚石/W预制棒,溅射钛过渡层后,将金刚石/W预制棒纵向排成阵列,铜粉填充于预制棒之间,经真空热压烧结制备成致密的金刚石并联结构/铜基复合材料。通过热模拟讨论了该复合材料的导热性能,热源远端表面的热流量分布显示,金刚石膜层的热流量显然高于其它部分。随着金刚石/W预制棒数量的增加,复合材料热源远端表面上的温度开始均匀,单个金刚石/W预制棒的影响范围开始耦接在一起,复合材料上表面的热流量分布趋于均匀。图89幅,表
蒋杰[9](2013)在《ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究》文中指出ZnO的禁带宽度为3.37eV和激子束缚能为60meV,是制备半导体发光二极管和激光器的理想材料。ZnO基器件设计的一个重要步骤是实现其能带调节从而制备量子阱结构。为实现ZnO的能带调节,ZnMgO、ZnCdO以及ZnSO等合金薄膜的制备尤为重要。通过Cd的合金化形成的ZnCdO薄膜可以实现ZnO的带边发光从紫外到蓝光甚至绿光波段范围内可调。因此,ZnCdO基异质结或量子阱结构是实现ZnO基光电器件应用必不可少的。本文采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在石英衬底上制备了ZnO薄膜、ZnCdO、ZnSO和ZnNiO合金薄膜。通过优化试验参数得到平整的ZnO薄膜,带隙可调的ZnCdO和ZnSO合金薄膜,以及具有室温铁磁性的ZnNiO合金薄膜。然后我们采用PLD方法在蓝宝石衬底上制备了ZnCdO/ZnO量子阱结构。通过光致发光谱,我们研究了该结构的光学性能。1.采用PLD制备了高质量的ZnO薄膜、ZnCdO、ZnSO和ZnNiO合金薄膜。我们研究了衬底温度、沉积氧压和靶材等参数对薄膜的影响。通过改变靶材中Cd含量,制备得到的ZnCdO合金薄膜最高掺入9.6%的Cd而不改变晶相,并且使得ZnCdO的禁带宽度在室温下从2.88eV至3.26eV范围内可调。通过改变衬底温度,制备得到ZnSO合金薄膜最高掺入13.8%的S而不改变晶相,并且使得ZnSO的禁带宽度在室温下从3.11eV至3.26eV范围内可调。比较不同Ni含量ZnNiO薄膜和Na共掺ZnNiO薄膜,我们研究了其电学性能与磁学性能的关系。Ni含量为3at.%的ZnNiO薄膜样品,电学性能最佳,并具有室温铁磁性。通过对ZnNiO薄膜共掺Na,使得ZnNiO薄膜由n型向p型转变,同时,室温铁磁性显着增强,其矫顽力达100Oe,饱和磁化强度为0.08μB/atom。研究结果表明p型Na+有助于增强ZnNiO薄膜中的铁磁交换作用。2.制备了不同Cd含量ZnCdO/ZnO质结。通过XPS测试,计算得到ZnCd0.05O/ZnO和ZnCd0.1O/ZnO异质结中价带偏移量分别为0.06eV和0.2eV,并绘制了ZnCdO/ZnO异质结的能带图。在c面蓝宝石衬底上成功制备了一系列不同阱宽的高质量ZnCdO/ZnO量子阱结构。研究结果表明多量子阱的光学性能优于单量子阱。通过XRD,STEM,EDS线扫描等测试结果证明所制备的多量子阱结构具有周期性结构、晶体质量高和界面平整。变温PL谱中发光峰S型偏移是由激子局域化效应导致。我们提出了局域化激子随温度变化的行为模型,推算出ZnCdO/ZnO量子阱结构中势谷深度约为11meV。从低温到室温,在ZnCdO/ZnO多量子阱结构中都能观测到量子限域效应和量子限域斯塔克效应。结合一维有限深势阱模型,揭示了该结构中量子限域效应和量子限域斯塔克效应随阱宽变化的竞争关系并分析了激子在内建电场下随阱宽变化的发光机理。我们可以改变阱层宽度使其发光峰在室温下从2.90eV到3.085ev范围内可调。
王力海[10](2013)在《铋基极性陶瓷中的非铁电性起源压电效应研究》文中研究表明压电材料是一类可实现机械能和电能相互转换的功能材料,在滤波器、驱动器、谐振器、传感器、蜂鸣器和超声换能器等各种电子元器件中有着广泛地应用。常见的压电材料主要为压电单晶和多晶(陶瓷)材料。在压电材料中,压电陶瓷由于制备简单,生产成本较低,在实际应用中占据着十分重要的地位。传统的压电陶瓷也称为铁电陶瓷。普通陶瓷通常是各向同性的,结构上具有球面对称的特征,故不具有压电效应。但对含有铁电相的陶瓷而言,通过施加直流电场使铁电陶瓷的自发极化方向在电场作用下重新取向,陶瓷总体会出现沿外电场方向的宏观剩余极化。此时陶瓷就具有了压电性。铁电陶瓷在一定条件下表现出电滞回线,其物理基础是可翻转的自发极化。在目前应用的压电材料中,锆钛酸铅(PZT)因其优异的压电性能以及组分的可调节性而获得了最广泛地应用,并一直占据着压电材料的主要市场。但是,PZT的制备需要使用大量的含铅氧化物作为原料,在生产、使用及废弃后处理过程中都会对环境造成严重影响。近几年来,随着人们环保意识的增强以及可持续发展的需求,环境友好型压电材料逐渐成为世界各国研究的重点。在取代PZT方面,目前压电材料的研究主要集中在以下两个方面,一是压电材料的少铅或无铅化;二是探索研发新的压电材料。压电材料的少铅或无铅化主要是通过对传统的无铅压电材料如钛酸钡、铌酸盐、钛酸铋钠等进行掺杂、取代、改进制备工艺等来实现,以期改进后的特性能满足在某一些特定领域取代PZT的要求。但总的说来,目前无铅压电陶瓷的性能与PZT相比还有较大差距。而探索研发制备新的压电材料主要包括合成新的铁电压电材料和制备基于挠曲电效应的压电材料。其中基于挠曲电效应的压电材料的研究正逐渐成为热点,相关研究文章也在逐年增多。近几年我们通过传统的制备工艺制备了一类在烧结完成后不需电场极化就具有压电性的非铁电性起源压电陶瓷(在相关文章里我们命名为flexoelectric-type polar ceramics)。与传统的铁电性压电陶瓷不同,这类陶瓷的宏观对称性需用低于6mm点群的三斜晶系来描述,而且并不要求烧结和降温过程中陶瓷内部必须含有铁电相,即排除了该极性来源于铁电性的可能性。即使陶瓷中含有铁电相,在远高于该铁电相居里温度的温度以上,也能观察到压电谐振信号。从材料构成的角度讲,该类非铁电性起源压电陶瓷是一种混相结构,其中必然存在丰富的异质界面。在充分调研挠曲电效应的基础上,我们认为该类陶瓷的压电性最有可能起源于界面处的挠曲电效应。与Cross报道的挠曲电效应研究不同,非铁电性起源压电陶瓷的压电性起源更可能类似于Lubomirsky报道的准非晶薄膜中由温度梯度引起的挠曲电极化。此外,和那些与挠曲电相关的低维薄膜极性材料相比,非铁电性起源压电陶瓷是一类块体极性材料。由于我们认为非铁电性起源压电陶瓷的压电性起源和挠曲电效应有关,因此在绪论里作者对当前挠曲电效应的一些具有代表性的研究进行了回顾。同时,为了给出更直观的对比,作者先对传统压电材料(仅限无机材料)进行了概述,文中主要回顾了压电单晶和多晶、压电薄膜和极性玻璃陶瓷的一些特点。在回顾传统极性材料和挠曲电效应研究的基础上,绪论里作者对本论文研究的非铁电性起源压电陶瓷的发现及研究现状进行了概述。在本论文中,作者对非铁电性起源压电陶瓷的发现、制备和研究进展都做了详细地介绍。目前的研究表明由钙钛矿结构或类钙钛矿结构和软铋矿结构构成的组分在具有自然极性的非铁电性起源压电陶瓷中占有非常重要的地位。本论文主要选取Na0.5Bi0.5TiO3基非铁电性起源压电陶瓷,SrTiO3基非铁电性起源压电陶瓷和Sr2Bi4Ti5O18基非铁电性起源压电陶瓷作为研究对象,并在不同的章节分别介绍了它们的结构和物性。此外,文中还简单介绍了一类不含Bi12TiO20相的非铁电压电陶瓷,主要给出了其压电物性研究。非铁电性起源压电陶瓷的发现源于研究传统Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷过程中的一次失误,而最初的研究也是主要围绕Na2O-Bi2O3-TiO2体系的非铁电性起源压电陶瓷展开的。论文第三章主要研究了通过传统的制备工艺制备的Na0.5Bi0.5TiO3基非铁电性起源压电陶瓷。第三章的研究分为两个部分。一是研究了如下组分:Na0.5Bio.5TiO3+xBi2O3(x=0.05,0.1,0.15,0.25,0.4,0.5,0.75,1)(简写为NBT-xB, x=0.05,0.1,0.15,0.25,0.4,0.5,0.75,1)。通过XRD确定了其物相结构均为Na0.5Bi0.5TiO3相和Bi12Ti020相。通过Agilent4294A阻抗分析仪和d33测试仪研究了其压电谐振响应。研究发现,随着x值的增大,其压电响应呈现逐渐增强的趋势;当x大于等于0.5时,d33max可达7~8pC/N。这说明可通过组分优化来提高非铁电性起源压电陶瓷的压电性。文中研究了不同x值的NBT-xB陶瓷的XPS图谱的变化规律,并对NBT-xB非铁电性起源压电陶瓷的压电性起源的可能做了描述。文中还通过XPS研究了不同烧结温度对NBT-0.4B样品压电性的影响。通过分析我们认为对于x值较小的组分,其压电性主要起源于界面中畸变了的Ti06八面体的部分有序排列,而且由于氧化铋添加量较少,使得陶瓷中最终生成的非晶相含量也较少。综合起来这些组分表现出的压电性则较小;而对于x值较大的组分而言,其压电性主要起源于界面中畸变了的Ti06八面体和BiO5多面体的部分有序排列,而且由于氧化铋添加量较多,使得陶瓷中最终生成的非晶相含量也较多。综合起来这些组分表现出较强的压电响应。二是对12(Na0.5Bio.5)1-x(Sr,Ba,Ca)xTiO3-Bi12TiO20(其中x=0.06,0.2,0.3,0.5,0.8,1)组分进行了简单研究,肯定了这类陶瓷的广泛存在性。虽然Na0.5Bi0.5TiO3基非铁电性起源压电陶瓷的研究表明其反常压电性并不来源于铁电相,但铁电相的存在是否是构成该类陶瓷所必须的要素的问题仍然是一个疑问。而且研究这类非铁电性起源压电陶瓷压电性的起源时,铁电相的存在也会产生很多干扰。为了解决这个问题,在第四章我们选择12SrTiO3-Bi12TiO20的组分作为主要研究对象。论文第四章研究的组分如下:12(Na0.5Bi0.5)1-XSrxTiO3-Bi12TiO20(x=0.2,0.3,0.5,1).作者首先通过XRD确定了这些组分的物相结构均为含SrTiO3的钙钛矿相和Bi12TiO20相,并研究了它们的压电物性。然后选取了12SrTiO3-Bi12TiO20的组分(简写为ST-BT)为主要研究对象。实现结果表明,非铁电性起源压电陶瓷压电性的起源不依赖于陶瓷中是否含有铁电相,肯定了ST-BT铁电性起源压电陶瓷是研究非铁电性起源压电陶瓷压电性起源的理想材料。通过X射线光电子能谱、拉曼散射和正电子湮没的研究,我们认为ST-BT非铁电性起源压电陶瓷的极性起源和陶瓷中大量缺陷的产生有着密切的关联。通过电场极化研究和差热分析,我们认为Bi12TiO20相在形成这类非铁电性起源压电陶瓷的过程中起到了非常重要的作用。参照准非晶薄膜的研究,作者认为ST-BT非铁电性起源压电陶瓷压电性的起源极有可能源于界面非晶相中畸变了的Ti06八面体和Bi05多面体的部分取向,并简要分析了挠曲电极化的物理机制。在第五章作者主要介绍了一类含铋层状结构的非铁电性起源压电陶瓷。其中选取了传统制备工艺制备的Sr2Bi4Ti5O18基非铁电性起源压电陶瓷为主要研究对象,研究组分如下:Sr2Bi4Ti5O18+2Bi2O3。文中通过XRD、SEM、XPS和介电压电测量对该压电陶瓷进行了研究。通过分析作者认为该类陶瓷的自然极性起源和前面报道的Na0.5Bi0.5TiO3基非铁电性起源压电陶瓷和SrTiO3基非铁电性起源压电陶瓷的类似,应该和陶瓷中大量缺陷的产生有关。此外,SrTiO3组分中Bi12TiO20相在自然极性起源中可能起到更重要的作用。在第五章中还简单介绍了一类生成物中不含有Bi12TiO20相但依然能在未极化的条件下表现出压电性的非铁电性起源压电陶瓷。文中主要对Bi4Ti3O12+BiA1O3组分的压电性进行了介绍.研究发现其宏观对称性和Nao.5Bi0.5TiO3基非铁电性起源压电陶瓷和SrTiO3基非铁电性起源压电陶瓷的类似属于三斜晶系。目前对这类陶瓷的极性起源还没有更深地认识,有待于进一步的详细研究。本论文的主要目的是介绍我们在该领域的研究工作,阐述我们对这类压电陶瓷的理解和认识。同时希望有兴趣的读者能参与到这个方向的研究中来。毕竟无论是从纯粹的科学研究(如重新认识极性的起源)的角度还是从未来的应用价值(如高温应用)的角度,这类材料都为我们提供了新的思路。
二、用高温光电子谱研究SrTiO_3纳米微晶薄膜晶粒边界热力学平衡(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用高温光电子谱研究SrTiO_3纳米微晶薄膜晶粒边界热力学平衡(论文提纲范文)
(1)准一维Mo2C单晶纳米带的制备与超导电性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 低维超导 |
1.2 低维超导材料 |
1.3 过渡金属碳化物 |
1.4 选题依据及主要的研究内容 |
2 材料制备与物性表征 |
2.1 样品的制备方法 |
2.2 样品的转移技术 |
2.3 样品的表征手段 |
2.4 本章小结 |
3 准一维Mo_2C单晶纳米带的生长与表征 |
3.1 实验细节 |
3.2 样品的形貌 |
3.3 样品的微结构 |
3.4 样品的拉曼光谱 |
3.5 本章小结 |
4 准一维Mo2C单晶纳米带的超导电性 |
4.1 引言 |
4.2 实验细节 |
4.3 零场下单晶纳米带的超导电性 |
4.4 外加磁场对单晶纳米带超导电性的影响 |
4.5 样品厚度对单晶纳米带超导电性的影响 |
4.6 本章小结 |
5 总结 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间主要的研究成果 |
(2)强磁场对Co薄膜扩散偶体系的互扩散行为及磁性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 序言 |
1.1 薄膜中的扩散 |
1.1.1 多晶扩散 |
1.1.2 薄膜中扩散的意义 |
1.1.3 薄膜中扩散的研究现状 |
1.2 强磁场对薄膜中扩散影响的可行性分析 |
1.2.1 强磁场对材料的作用效果 |
1.2.2 强磁场对相变和扩散的研究现状 |
1.2.3 磁场对薄膜微观结构和性能的影响 |
1.3 本文研究目的、意义及主要内容 |
1.3.1 研究目的和意义 |
1.3.2 主要研究内容 |
第2章 实验及检测方法 |
2.1 研究方案与思路 |
2.2 薄膜扩散偶制备 |
2.2.1 薄膜制备方法 |
2.2.2 基底选择与清洗 |
2.2.3 制备参数 |
2.3 强磁场热处理 |
2.3.1 强磁场热处理装置 |
2.3.2 强磁场热处理参数 |
2.4 检测手段 |
2.4.1 厚度检测 |
2.4.2 微观组织和成分分布检测 |
2.4.3 磁性能检测 |
第3章 强磁场对Co单层膜/基底互扩散及磁性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 强磁场对Co(80 nm)/Si(100)互扩散及磁性能的影响 |
3.2.1 微观结构 |
3.2.2 互扩散 |
3.2.3 磁性能 |
3.3 强磁场对Co(130 nm)/Si(100)互扩散及磁性能的影响 |
3.3.1 微观结构 |
3.3.2 互扩散 |
3.3.3 磁性能 |
3.4 小结 |
第4章 强磁场下Co薄膜/基底体系Kirkendall效应 |
4.1 引言 |
4.2 微观结构 |
4.2.1 相组成 |
4.2.2 表面形貌 |
4.2.3 截面形貌 |
4.2.4 粗糙度 |
4.3 磁性能 |
4.4 小结 |
第5章 强磁场对Co/Cu双层膜互扩散及磁性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 强磁场对Cu/Co/Si(100)互扩散及磁性能的影响 |
5.2.1 微观结构 |
5.2.2 互扩散 |
5.2.3 磁性能 |
5.3 强磁场对Co/Cu/Si(100)互扩散及磁性能的影响 |
5.3.1 微观结构 |
5.3.2 互扩散 |
5.3.3 磁性能 |
5.4 小结 |
第6章 强磁场对Co/Cu/Co/Si(100)三层膜互扩散及磁性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 微观结构 |
6.2.1 截面形貌 |
6.2.2 表面形貌及粗糙度 |
6.3 互扩散 |
6.4 磁性能 |
6.5 小结 |
第7章 强磁场对Co薄膜体系扩散偶互扩散及磁性能影响机制的初步探讨 |
7.1 引言 |
7.2 强磁场对Co薄膜体系扩散偶微观结构的影响机制 |
7.2.1 相组成 |
7.2.2 表面形貌 |
7.3 强磁场对Co薄膜体系互扩散过程的影响机制 |
7.4 强磁场对Co薄膜体系磁性能的影响机制 |
7.4.1 强磁场对薄膜饱和磁化强度的影响 |
7.4.2 强磁场对薄膜矫顽力的影响 |
7.5 小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 未来展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间研究成果 |
作者简介 |
(3)CuInSe2基薄膜太阳能电池材料结构和性质的理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 课题研究背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 本课题的研究意义和主要研究内容 |
第2章 研究方法与理论基础 |
2.1 研究方法与关键技术 |
2.1.1 研究方法 |
2.1.2 关键技术 |
2.2 基于密度泛函理论的第一性原理计算 |
2.2.1 简介 |
2.2.2 密度泛函理论 |
2.3 无序结构的构建方法 |
2.3.1 相干势近似 |
2.3.2 集团展开法 |
2.3.3 特殊准随机结构法 |
2.4 蒙特卡罗(Mote Carlo)热力学模拟 |
2.5 计算所用软件 |
2.5.1 VASP |
2.5.2 ATAT |
第3章 CuIn_(1-x)Ga_xSe_2的相分离热力学相图 |
3.1 引言 |
3.2 计算模型及方法简介 |
3.2.1 特殊准随机结构(SQSs) |
3.2.2 基于密度泛函理论的第一性原理计算 |
3.2.3 热力学模型 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 CuIn_(1-x)Ga_xSe_2的结构性质 |
3.3.2 CuIn_(1-x)Ga_xSe_2的混合焓 |
3.3.3 CIS-CGS赝二元相图 |
3.4 本章小结 |
第4章 CuInSe_2-CuInS_2赝二元体系的平衡相图 |
4.1 引言 |
4.2 计算模型及方法 |
4.2.1 集团展开 |
4.2.2 密度泛函理论计算 |
4.2.3 晶格动力学 |
4.2.4 蒙特卡罗热力学模拟 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 有效集团相互作用参数和基态结构 |
4.3.2 CuInSe_2-CuInS_2赝二元合金相图 |
4.4 本章小结 |
第5章 温度对CuIn_(1-x)Ga_xSe_2、CuIn(Se_(1-x)S_x)_2中In-Ga、Se-S原子分布形态的影响及表征 |
5.1 引言 |
5.2 计算方法及参数 |
5.3 温度对CuIn_(1-x)Ga_xSe_2中In-Ga原子分布的影响 |
5.3.1 温度对CuIn_(1-x)Ga_xSe_2中In-Ga原子分布形态的影响 |
5.3.2 CuIn_(1-x)Ga_xSe_2中Ga原子分布的非均匀度随温度的变化 |
5.4 温度对CuIn(Se_(1-x)S_x)_2中Se-S原子分布的影响 |
5.4.1 温度对CuIn(Se_(1-x)S_x)_2中Se-S原子分布形态的影响 |
5.4.2 CuIn(Se_(1-x)S_x)_2中Se-S原子分布非均匀度随温度的变化 |
5.5 本章小结 |
第6章 Al掺杂CuInSe_2的晶格结构、电子性质和相图 |
6.1 引言 |
6.2 计算模型及方法 |
6.3 计算结果与讨论 |
6.3.1 Al掺杂CuInSe_2的晶格结构 |
6.3.2 Al掺杂CuInSe_2的电子性质 |
6.3.3 Al掺杂CuInSe_2的溶混间隙相图 |
6.4 本章小结 |
第7章 Cu(Al/Ga/In)Se_2和CuGa(S/Se/Te)_2的广义层错能、解理能、离子性和本征韧脆性质 |
7.1 引言 |
7.2 计算模型与方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 CuXSe_2和CuGaY_2的广义层错能 |
7.3.2 CuXSe_2和CuGaY_2的解理能 |
7.3.3 CuXSe_2、CuGaY_2的离子性和本征脆性 |
7.4 本章小结 |
第8章 压力作用下CuGaSe_2的结构相变与电子结构 |
8.1 引言 |
8.2 计算模型与方法 |
8.3 结果与讨论 |
8.3.1 CuGaSe_2的结构相变 |
8.3.2 CuGaSe_2的电子性质 |
8.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
附录B 晶体结构对富勒烯溶剂化物电子性质和光学吸收谱影响的线性标度密度泛函理论研究 |
B.1 研究背景 |
B.2 研究内容 |
B.2.1 C_(60)、PCBM纯晶体及溶剂化物的晶体性质 |
B.2.2 C_(60)、PCBM晶体的内聚能 |
B.2.3 C_(60)、PCBM纯晶体及溶剂化物的电子性质 |
B.2.4 C_(60)、PCBM纯晶体及溶剂化物的光学吸收谱 |
参考文献 |
(4)ZrO2基纳米粒子薄膜电阻开关特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 ZrO_2纳米粒子薄膜阻变特性 |
1.2.1 阻变机理 |
1.2.2 阻变特性影响因素 |
1.3 纳米材料的阻变特性研究 |
1.4 金属氧化物纳米粒子的制备研究 |
1.4.1 共沉淀法 |
1.4.2 溶胶凝胶法 |
1.4.3 微乳液法 |
1.4.4 水解法 |
1.4.5 水热法 |
1.5 本文研究内容 |
第2章 ZrO_2纳米粒子的制备及阻变特性研究 |
2.1 引言 |
2.1.1 制备方法 |
2.1.2 表征技术 |
2.2 ZrO_2纳米粒子的合成与表征 |
2.2.1 ZrO_2纳米粒子制备 |
2.2.2 水热温度对ZrO_2纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
2.2.3 水热时间对ZrO_2纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
2.2.4 焙烧对ZrO_2纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
2.3 掺杂ZrO_2纳米粒子的制备及其表征 |
2.3.1 掺杂ZrO_2纳米粒子制备 |
2.3.2 Li掺杂对ZrO_2纳米粒子阻变特性的影响 |
2.3.3 La掺杂对ZrO_2纳米粒子阻变特性的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 锆铜复合纳米结构的制备与表征 |
3.1 引言 |
3.2 CuO纳米结构的合成与表征 |
3.2.1 实验部分 |
3.2.2 水热时间对CuO纳米结构生长及阻变特性的影响 |
3.2.3 水热温度对CuO纳米结构生长的影响 |
3.2.4 pH值和CTAB对CuO纳米结构生长和阻变特性的影响 |
3.3 ZrO_2-CuO物理复合纳米结构的阻变特性研究 |
3.3.1 物理复合ZrO_2-CuO纳米结构制备方法 |
3.3.2 形貌分析 |
3.3.3 阻变特性分析 |
3.3.4 输运机制分析 |
3.4 ZrO_2-CuO化学复合纳米结构的制备和阻变研究 |
3.4.1 复合溶胶和纳米结构制备 |
3.4.2 结构与形貌分析 |
3.4.3 阻变特性分析 |
3.4.4 输运机制分析 |
3.5 理论计算分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 锆镍复合纳米粒子的制备与表征 |
4.1 引言 |
4.2 NiO纳米粒子的制备及阻变特性研究 |
4.2.1 NiO纳米粒子制备 |
4.2.2 焙烧温度对NiO纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
4.2.3 焙烧时间对NiO纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
4.2.4 pH值对NiO纳米粒子生长及阻变特性的影响 |
4.3 ZrO_2-NiO复合纳米粒子的阻变特性研究 |
4.3.1 物理复合ZrO_2-NiO纳米粒子制备方法 |
4.3.2 形貌分析 |
4.3.3 阻变特性分析 |
4.3.4 理论计算分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)纳米结构的半导体金属氧化物:合成及气敏、光催化性质(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 气体传感器 |
1.1.1 半导体金属氧化物传感器简介 |
1.1.2 半导体气体传感器传感元件的结构 |
1.1.3 金属氧化物材料的气敏机理 |
1.1.4 影响金属氧化物半导体气敏性能的因素 |
1.2 半导体材料的光催化性质 |
1.2.1 光催化的研究背景 |
1.2.2 光催化剂的作用方式 |
1.2.3 光催化降解污染物 |
1.2.4 光催化裂解水 |
1.3 本文的选题目的、意义及研究内容 |
参考文献 |
第2章 In_2O_3/SnO_2/La0.7Sr0_3FeO_3三元复合纳米结构:具有抗湿性能的三甲胺气敏材料 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂 |
2.2.2 仪器 |
2.2.3 柠檬酸法合成 La_0.7Sr_0.3FeO_3 |
2.2.4 In_2O_3/SnO_2/La_0.7Sr_0.3FeO_3的制备 |
2.2.5 气体传感器的制作 |
2.3 测试表征与分析 |
2.3.1 X-射线粉末衍射分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜测试分析 |
2.3.3 X 射线光电子能谱测试分析 |
2.4 LISc (In_2O_3/SnO_2/La_0.7Sr_0.3FeO_3) 传感器对三甲胺的气敏性能研究 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第3章 In_2O_3多级纳米结构的制备及其气敏性质研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂 |
3.2.2 仪器 |
3.2.3 实验与测试 |
3.3 基本表征与讨论 |
3.3.1 前驱体的基本表征 |
3.3.2 铟甘油盐的生长机理 |
3.3.3 多级结构 In_2O_3的基本表征 |
3.4 多级结构 In_2O_3气敏性质研究 |
3.4.1 气体传感器的制作 |
3.4.2 气敏性质测试与讨论 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第4章 多级花状 TiO_2纳米材料制备及其光催化性质研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂 |
4.2.2 仪器 |
4.2.3 钛甘油盐及 TiO_2样品的合成 |
4.2.4 光催化活性的测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 钛甘油盐前驱体的结构与组成分析 |
4.3.2 异丙醇钛的浓度对钛甘油盐前驱体形貌的影响 |
4.3.3 助溶剂异丙醇对钛甘油盐前驱体形貌的影响 |
4.3.4 多级花状钛甘油盐前驱体的生长机理 |
4.3.5 多级花状 TiO_2材料的表征 |
4.3.6 多级花状结构 TiO_2材料的光催化性能 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第5章 赤铅矿 PbCrO_4微米棒的合成及光催化产氧性质 |
5.1 引言 |
5.2 赤铅矿 PbCrO_4的室温合成 |
5.2.1 试剂 |
5.2.2 仪器 |
5.2.3 实验部分 |
5.3 赤铅矿 PbCrO_4的基本表征 |
5.4 赤铅矿 PbCrO_4的可见光光催化产氧性质 |
5.4.1 可见光光催化产氧实验 |
5.4.2 不同煅烧温度对 PbCrO_4材料可见光光催化产氧性能的影响 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(6)0-3型混合共烧钛酸钡/镍锌铁氧体复相陶瓷的形成及其电磁性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
第二章 文献综述 |
2.1 多铁性和多铁材料 |
2.1.1 多铁性 |
2.1.2 多铁材料的磁电系数、介电常数和磁导率 |
2.1.3 多铁材料的应用:基于铁性的耦合和集成 |
2.2 多铁性在材料中的共存、耦合原理及多铁材料的分类 |
2.2.1 单相多铁材料 |
2.2.2 复合多铁材料 |
2.3 单相多铁材料的研究进展 |
2.3.1 BiFeO_3 |
2.3.2 RMnO_3 |
2.3.3 其它单相多铁体 |
2.4 复合多铁材料的研究进展 |
2.4.1 0-3型多铁复合材料 |
2.4.1.1 研究进展 |
2.4.1.2 存在问题 |
2.4.2 2-2型体相多铁复合材料 |
2.4.3 低维多铁复合材料 |
2.5 本课题的研究目的和意义 |
第三章 实验 |
3.1 实验原料与仪器 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 制备样品涉及的设备和器材 |
3.1.3 分析测试仪器 |
3.2 样品制备过程 |
3.2.1 溶胶凝胶法制备BaTiO_3粉末 |
3.2.2 柠檬酸燃烧法制备Ni_(0.5)Zn_xFe_(2+y)O_4粉末 |
3.2.3 高温固相合成法制备Ni_(0.55)Zn_(0.45)Fe_(2.03)O_4粉末 |
3.2.4 熔融-淬冷法制备2PbO-B_2O_3粉末 |
3.2.5 传统陶瓷法制备(1-x)BTO/xNZFO复相陶瓷 |
3.3 样品结构、形貌和性能测试 |
3.3.1 XRD/IR相结构测试 |
3.3.2 SEM/TEM形貌测试 |
3.3.3 致密度测试 |
3.3.4 交流磁导率频谱和磁滞回线的测试 |
3.3.5 交流介电常数频谱和温谱的测试 |
3.4 介电渗流效应的模拟及结果 |
第四章 BTO/NZFO相组成对复相陶瓷的形成及电磁性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 BTO/NZFO复相陶瓷的相结构研究 |
4.2.1 相组成和烧结温度对晶相结构形成的影响 |
4.2.2 相组成和烧结温度对晶相间互扩散及晶粒生长的影响 |
4.3 BTO/NZFO复相陶瓷中的相分布研究 |
4.4 BTO/NZFO复相陶瓷的烧结致密化研究 |
4.5 BTO/NZFO复相陶瓷的介电性能研究 |
4.5.1 相组成和烧结温度对BTO/NZFO复相陶瓷介电性能的影响 |
4.5.2 BTO/NZFO复相陶瓷的介电色散过程研究 |
4.6 BTO/NZFO复相陶瓷的磁性能研究 |
4.6.1 相组成和烧结温度对BTO/NZFO陶瓷磁导率频率响应的影响 |
4.6.2 BTO/NZFO复相陶瓷的磁导率频率响应机理研究 |
4.6.3 相组成和烧结温度对BTO/NZFO陶瓷铁磁性的影响 |
4.7 本章小结 |
第五章 化学组成对BTO/NZFO复相陶瓷的形成及电磁性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 Fe含量对BTO/NZFO复相陶瓷的形成和电磁性能的影响 |
5.2.1 Fe含量对BTO/NZFO复相陶瓷晶相结构的影响 |
5.2.2 Fe含量对BTO/NZFO复相陶瓷电磁性能的影响 |
5.3 氧气氛退火对BTO/NZFO复相陶瓷电磁性能的影响 |
5.4 Ba/Ti比对BTO/NZFO陶瓷的形成和电磁性质的影响 |
5.4.1 Ba/Ti比对溶胶凝胶法BTO粉末前驱体晶相结构的影响 |
5.4.2 Ba/Ti比对BTO/NZFO复相陶瓷晶相结构的影响 |
5.4.3 Ba/Ti比对BTO/NZFO复相陶瓷电磁性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 燃烧法前驱体NZFO对BTO/NZFO复相陶瓷的形成及电磁性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 两种前驱体NZFO粉末的形成 |
6.3 不同前驱体NZFO粉末对BTO/NZFO复相陶瓷形成的影响 |
6.3.1 对BTO/NZFO复相陶瓷致密化的影响 |
6.3.2 对BTO/NZFO复相陶瓷相结构的影响 |
6.3.3 对BTO/NZFO复相陶瓷颗粒生长的影响 |
6.4 不同前驱体NZFO粉末对BTO/NZFO复相陶瓷介电性能的影响 |
6.4.1 对BTO/NZFO复相陶瓷介电常数和介电色散的影响 |
6.4.2 对BTO/NZFO复相陶瓷交流电导率和介电损耗的影响 |
6.4.3 对BTO/NZFO复相陶瓷介电温度稳定性的影响 |
6.5 不同前驱体NZFO粉末对BTO/NZFO复相陶瓷磁性质的影响 |
6.6 本章小结 |
第七章 BTO/NZFO复相陶瓷的电、磁色散机理研究 |
7.1 引言 |
7.2 BTO/NZFO复相陶瓷的介电色散机理研究 |
7.2.1 BTO陶瓷的介电色散机理 |
7.2.2 NZFO陶瓷巨介电响应的起源研究 |
7.2.3 BTO/NZFO复相陶瓷的介电色散机理 |
7.3 BTO/NZFO复相陶瓷的磁色散机理研究 |
7.3.1 0-3型随机铁磁复合材料有效磁导率的有效介质方程的推导 |
7.3.1.1 各向同性的均匀铁磁球浸在各向同性均匀介质中时的场分布 |
7.3.1.2 各向同性的均匀铁磁球浸在各向同性均匀介质中时的有效退磁因子 |
7.3.1.3 随机取向的具有180°畴结构的铁磁颗粒浸在各向同性均匀介质中时的有效磁导率 |
7.3.1.4 0-3型随机铁磁复合材料有效磁导率的有效介质方程 |
7.3.2 BTO/NZFO复相陶瓷的磁导率色散方程及色散机理研究 |
7.4 本章小结 |
第八章 外掺PBO玻璃相对BTO/NZFO复相陶瓷的形成和电磁性能的影响 |
8.1 引言 |
8.2 BTO/NZFO/PBO复相陶瓷的相组成和分布研究 |
8.2.1 PBO含量的影响 |
8.2.2 热处理条件的影响 |
8.2.3 NZFO含量的影响 |
8.3 BTO/NZFO/PBO复相陶瓷的致密化研究 |
8.4 BTO/NZFO/PBO复相陶瓷的介电性能研究 |
8.4.1 PBO含量的影响 |
8.4.2 热处理条件的影响 |
8.4.3 NZFO含量的影响 |
8.5 BTO/NZFO/PBO复相陶瓷的磁性能研究 |
8.5.1 PBO含量的影响 |
8.5.2 热处理条件的影响 |
8.5.3 NZFO含量的影响 |
8.6 本章小结 |
第九章 全文总结与展望 |
9.1 研究总结 |
9.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
(7)非贵金属改性层状钙钛矿光催化剂的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 光催化产氢原理 |
1.2 光催化活性的计算 |
1.3 催化剂的研究现状 |
1.3.1 通过对能级改性以改善催化性能 |
1.3.1.1 在带隙中引入杂质能级减小能隙宽度 |
1.3.1.2 形成窄化的新能级响应可见光 |
1.3.1.3 形成复合能级促进电子与空穴的分离 |
1.3.1.4 形成 p-n 结抑制电子-空穴对的复合 |
1.3.1.5 Z-体系催化剂 |
1.3.2 负载助剂促进光催化活性 |
1.3.3 染料敏化拓展催化剂光响应范围 |
1.3.4 形态结构对催化活性的影响 |
1.3.4.1 化合物晶型与结构 |
1.3.4.2 载体的作用 |
1.3.4.3 颗粒形貌与尺寸的影响 |
1.3.5 牺牲剂辅助反应 |
1.3.5.1 甲醇牺牲剂体系 |
1.3.5.2 Na_2S/Na_2SO_3牺牲剂体系 |
1.3.5.3 乙醇牺牲剂体系 |
1.3.5.4 KI 牺牲剂体系 |
1.4 本论文研究的背景、目标及技术路线 |
1.4.1 本论文的研究背景 |
1.4.2 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 |
1.4.2.1 研究目标和内容 |
1.4.2.2 拟解决的关键问题和技术路线 |
第二章 实验部分 |
2.1 化学试剂及实验仪器 |
2.2 催化剂的制备 |
2.2.1 Ti 基催化剂基体的制备 |
2.2.2 过渡金属掺杂催化剂的制备 |
2.2.3 金属负载催化剂的制备 |
2.3 催化剂的光催化性能评价及装置 |
2.4 催化剂的表征方法 |
2.4.1 热重分析(TG) |
2.4.2 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
2.4.3 X 射线衍射分析(XRD) |
2.4.4 紫外-可见漫反射吸收光谱分析(UV-Vis DRS) |
2.4.5 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.4.6 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
2.4.7 原位红外实验 |
2.5 催化剂活性计算 |
第三章 层状钙钛矿 K_2La_2Ti_3O_(10)催化剂制备条件的研究 |
3.1 引言 |
3.2 催化剂的筛选 |
3.2.1 溶胶-凝胶法制备催化剂的性能 |
3.2.1.1 溶胶-凝胶法制备催化剂的活性 |
3.2.1.2 催化剂的 XRD 表征 |
3.2.1.3 催化剂的 SEM 表征 |
3.2.1.4 催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
3.2.2 水热法制备催化剂的性能 |
3.2.2.1 水热法制备催化剂的活性 |
3.2.2.2 催化剂的 XRD 表征 |
3.2.2.3 催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
3.2.3 焙烧温度对催化剂的影响 |
3.2.3.1 催化剂的热分析 |
3.2.3.2 不同焙烧温度催化剂的 XRD 表征 |
3.2.3.3 不同焙烧温度催化剂的 SEM 表征 |
3.2.3.4 不同焙烧温度催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
3.2.4 焙烧时间对催化剂的影响 |
3.2.4.1 不同焙烧时间催化剂的活性 |
3.2.4.2 不同焙烧时间催化剂的 XRD 表征 |
3.2.4.3 不同焙烧时间催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
3.2.5 等离子体焙烧处理对催化剂的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 K_2La_2Ti_3O_(10)催化剂的改性及牺牲剂的选用 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的改性 |
4.2.1 物质掺杂对催化剂的影响 |
4.2.1.1 不同元素阳离子掺杂对催化剂活性的影响 |
4.2.1.2 不同元素离子掺杂催化剂 XRD 表征 |
4.2.2 掺杂元素浓度对催化剂的影响 |
4.2.2.1 不同 Fe~(3+)离子掺杂浓度对催化剂活性的影响 |
4.2.2.2 不同 Fe~(3+)离子掺杂浓度催化剂的 XRD 表征 |
4.2.2.3 不同 Fe~(3+)离子掺杂浓度催化剂的 UV-vis DRS 表征 |
4.2.2.4 不同 Fe~(3+)离子掺杂浓度催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
4.2.3 贵金属 Pt 助剂对催化剂的影响 |
4.2.3.1 贵金属 Pt 助剂对催化剂活性的影响 |
4.2.3.2 贵金属 Pt 助剂负载催化剂的 XRD 表征 |
4.2.4 还原方法对催化剂活性的影响 |
4.3 牺牲剂体系的选用 |
4.4 p-n 结的构造对催化剂的影响 |
4.4.1 p 型 NiO 负载对催化剂的影响 |
4.4.1.1 NiO_x负载对催化剂活性的影响 |
4.4.1.2 NiO_x负载催化剂的 XRD 表征 |
4.4.1.3 NiO_x负载催化剂及反应后催化剂的 SEM 表征 |
4.4.2 NiO_x负载浓度的影响 |
4.4.2.1 不同 NiO_x负载浓度对催化剂活性的影响 |
4.4.2.2 不同 NiO_x负载浓度催化剂的 XRD 表征 |
4.4.2.3 不同 NiO_x负载浓度催化剂的 UV-vis DRS 表征 |
4.4.2.4 不同 NiO_x负载浓度催化剂的 N_2吸附-脱附等温线及 BJH 孔径分布表征 |
4.5 小结 |
第五章 K_2La_2Ti_3O_(10)基催化剂能带结构及 XPS 分析 |
5.1 引言 |
5.2 催化剂能带结构分析 |
5.3 催化剂 XPS 表征分析 |
5.3.1 催化剂 O 1s 化学态表征 |
5.3.2 催化剂 La 3d 化学态表征 |
5.3.3 催化剂 Ni 2p 化学态表征 |
5.3.4 催化剂 Ti 2p 化学态表征 |
5.4 小结 |
第六章 K_2La_2Ti_3O_(10)基催化剂的原位红外研究及反应机理探讨 |
6.1 引言 |
6.2 原位红外实验装置及流程 |
6.3 催化剂上甲醇吸附物种考察 |
6.4 催化剂上甲醇-水共吸附考察 |
6.5 紫外光下催化剂作用考察 |
6.6 反应机理的导出 |
6.7 小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
答辩委员会对论文的评定意见 |
(8)CVD金刚石/铜复合材料的基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电子封装材料及研究现状 |
1.2.1 电子封装材料 |
1.2.2 国内外研究现状 |
1.3 铜的性能及其应用 |
1.4 金刚石的特征 |
1.4.1 金刚石的结构与形态 |
1.4.2 金刚石的性质及其应用 |
1.4.3 金刚石的合成 |
1.5 金刚石/铜基复合材料 |
1.5.1 金刚石粉/铜基复合材料 |
1.5.2 CVD金刚石/铜基复合材料 |
1.6 论文选题及其研究内容 |
1.6.1 选题依据 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 各章内容概览 |
2 实验设备与样品表征 |
2.1 实验流程 |
2.2 实验设备 |
2.2.1 金刚石膜沉积设备 |
2.2.2 真空热压烧结设备 |
2.2.3 物理气相沉积系统 |
2.3 样品的表征与分析 |
2.3.1 CVD金刚石膜的表征与分析 |
2.3.2 粉体样品的表征与分析 |
3 铜表面静电组装纳米金刚石与增强形核 |
3.1 引言 |
3.2 纳米金刚石改性与分散 |
3.2.1 纳米金刚石 |
3.2.2 热处理表面改性 |
3.2.2.1 热处理表面改性对纳米金刚石表面官能团的影响 |
3.2.2.2 热处理表面改性对纳米金刚石表面电性的影响 |
3.2.3 粉体颗粒的分散 |
3.3 纳米金刚石在CVD环境中的稳定性 |
3.4 铜基体表面静电组装 |
3.4.1 纳米金刚石与基体的相互作用 |
3.4.2 纳米金刚石的静电组装工艺 |
3.4.3 静电组装纳米颗粒后CVD金刚石的生长 |
3.5 形核密度对金刚石膜生长的影响 |
3.6. 纳米颗粒增强形核对CVD金刚石沉积工艺条件的适应性 |
3.6.1 不同沉积温度下CVD金刚石的生长 |
3.6.2 不同气源浓度下金刚石的生长 |
3.7 本章小结 |
4 Nanodiamond/n-Pt复合层增强形核 |
4.1 引言 |
4.2 Nanodiamond/n-Pt复合层增强形核工艺 |
4.3 CVD金刚石的形核与生长 |
4.4 CVD金刚石膜/铜结合状态 |
4.5 本章小节 |
5 CVD金刚石膜/铜基体间过渡层的研究 |
5.1 引言 |
5.2 过渡层的研究 |
5.2.1 可形成碳化物型过渡层 |
5.2.2 碳扩散溶解型过渡层 |
5.3 本章小节 |
6 铜模板CVD金刚石生长的研究 |
6.1 引言 |
6.2 通道内CVD金刚石生长 |
6.2.1 试验操作及工艺参数 |
6.2.2 沉积气压对金刚石生长的影响 |
6.2.3 碳源浓度对金刚石生长的影响 |
6.2.4 长径比对金刚石生长的影响 |
6.2.5 金刚石膜选择性生长 |
6.3 气源强制输送CVD金刚石生长 |
6.3.1 实验操作及工艺参数 |
6.3.2 金刚石膜的表面与截面形貌分析 |
6.3.3 金刚石膜的激光拉曼光谱分析 |
6.3.4 气源强制输送对金刚石沉积的影响 |
6.4 CVD金刚石/铜基微通道复合材料的制备 |
6.5 本章小节 |
7 芯材预沉积金刚石/铜基复合材料的探索研究 |
7.1 引言 |
7.2 研究思路与实验流程 |
7.3 柱状金刚石预制棒 |
7.3.1 柱状金刚石预制棒体的热模拟分析 |
7.3.2 金刚石膜热导率的影响因素 |
7.3.3 金刚石与金属间的传热分析 |
7.3.4 金刚石预制棒的制备 |
7.4 金刚石并联结构/铜复合材料的制备 |
7.4.1 铜粉体的基本性能 |
7.4.2 金刚石并联结构/铜复合材料的制备工艺 |
7.4.3 切割面形貌分析 |
7.5 金刚石并联结构/铜复合材料的热性能分析 |
7.5.1 金刚石并联结构/铜复合材料的热导率 |
7.5.2 金刚石并联结构/铜复合材料的热模拟 |
7.6 本章小节 |
8 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间主要的研究成果 |
致谢 |
(9)ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
第二章 文献综述 |
2.1 znO基合金半导体 |
2.1.1 ZnO能带工程 |
2.1.2 ZnMgO合金半导体 |
2.1.3 ZnCdO合金半导体 |
2.1.4 ZnSO合金半导体 |
2.2 ZnO基稀磁半导体 |
2.2.1 ZnO基稀磁半导体中磁性来源及机理 |
2.2.2 ZnO稀磁半导体研究进展 |
2.3 半导体超晶格与量子阱 |
2.3.1 量子阱与超晶格基本概念 |
2.3.2 超晶格与量子阱的制备方法 |
2.3.3 超晶格与量子阱中的物理基础 |
2.3.4 超晶格与量子阱中的物理效应 |
2.4 ZnO基量子阱的应用及研究进展 |
2.4.1 半导体激光器 |
2.4.2 半导体发光二极管 |
第三章 脉冲激光沉积原理和实验过程 |
3.1 脉冲激光沉积概述 |
3.2 脉冲激光沉积原理 |
3.2.1 激光与靶材相互作用及等离子体产生 |
3.2.2 等离子体的膨胀 |
3.2.3 衬底上沉积薄膜 |
3.3 实验工艺过程 |
3.3.1 靶材制备 |
3.3.2 衬底清洗 |
3.3.3 薄膜制备过程 |
3.3.4 薄膜测试与表征 |
第四章 ZnO薄膜的生长及其性能研究 |
4.1 Zn0薄膜制备方法与检验方法 |
4.2 沉积氧压对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
4.3 衬底温度对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
4.4 激光能量、激光频率、靶距等其他元素对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
4.5 ZnO薄膜的光学性能 |
4.6 本章小结 |
第五章 ZnCdO合金薄膜的生长及其性能研究 |
5.1 ZnCdO薄膜制备方法与检验方法 |
5.2 衬底温度对ZnCdO薄膜性能的影响 |
5.3 沉积氧压对ZnCdO薄膜性能的影响 |
5.4 不同Cd含量对ZnCdO薄膜性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 ZnSO合金薄膜的生长及其性能研究 |
6.1 ZnSO薄膜制备方法与检验方法 |
6.2 衬底温度对ZnSO薄膜性能的影响 |
6.3 沉积氧压对ZnSO薄膜性能的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 ZnNiO合金薄膜及Na掺杂ZnNiO稀磁半导体研究 |
7.1 不同Ni含量ZnNiO薄膜生长 |
7.1.1 不同Ni含量ZnNiO薄膜制备方法与检验方法 |
7.1.2 不同Ni含量ZnNiO薄膜形貌结构的研究 |
7.1.3 不同Ni合量ZnNiO薄膜光学性能的研究 |
7.1.4 不同Ni含量ZnNiO薄膜电学性能的研究 |
7.1.5 不同Ni含量ZnNiO薄膜磁学性能的研究 |
7.2 Na掺杂ZnNiO稀磁半导体的研究 |
7.2.1 Na掺杂ZnNiO薄膜制备方法与检验方法 |
7.2.2 Na掺杂ZnNiO薄膜形貌结构的研究 |
7.2.3 Na掺杂ZnNiO薄膜电学性能和光学性能的研究 |
7.2.4 Na掺杂ZnNiO薄膜磁学性能的研究 |
7.3 本章小结 |
第八章 ZnCdO/ZnO量子阱结构生长及发光机理 |
8.1 生长参数对ZnO薄膜表面粗糙度的影响 |
8.2 ZnO薄膜与蓝宝石衬底的外延关系 |
8.3 ZnCdO/ZnO异质结能带图 |
8.4 ZnCdO/ZnO量子阱结构的制备方法与检测方法 |
8.5 ZnCdO/ZnO单量子阱与多量子阱比较 |
8.6 ZnCdO/ZnO多量子阱的结构 |
8.7 量子限域效应 |
8.8 激子局域化效应 |
8.9 激子能量和量子限域斯塔克效应 |
8.10 本章小结 |
第九章 总结 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
(10)铋基极性陶瓷中的非铁电性起源压电效应研究(论文提纲范文)
目录 |
CONTENTS |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1. 传统压电材料概述 |
1.1 压电效应 |
1.2 压电效应的表示 |
1.3 传统压电材料概述 |
1.3.1 压电单晶和压电陶瓷 |
1.3.2 压电薄膜 |
1.3.3 玻璃陶瓷 |
2. 基于挠曲电效应的压电研究 |
2.1 挠曲电效应 |
2.2 挠曲电效应的相关研究 |
3. 非铁电性起源压电陶瓷 |
4. 论文概要 |
第二章 材料制备工艺及测试分析手段 |
2.1 材料制备工艺 |
2.1.1 配料 |
2.1.2 球磨、预烧、二次球磨 |
2.1.3 成型和排塑 |
2.1.4 烧结和被电极 |
2.1.5 极化 |
2.2 测试分析手段 |
2.2.1 介电压电测量 |
2.2.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.4 X射线光电子能谱(XPS) |
2.2.5 拉曼光谱分析 |
2.2.6 差式扫描量热分析(DSC) |
2.2.7 正电子湮没 |
第三章 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基非铁电性起源压电陶瓷的压电效应研究 |
3.1 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3非铁电性起源压电陶瓷的结构与物性研究 |
3.1.1 样品制备 |
3.1.2 实验结果及讨论 |
3.1.2.1 XRD分析 |
3.1.2.2 样品形貌 |
3.1.2.3 介电压电特性 |
3.1.2.4 X射线光电子能谱研究 |
3.2 Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基非铁电性起源压电陶瓷的结构与物性研究 |
本章小结 |
第四章 SrTiO_3基非铁电性起源压电陶瓷的压电效应研究 |
4.1 样品制备 |
4.2 实验结果及讨论 |
4.2.1 XRD分析 |
4.2.2 SEM分析 |
4.2.3 介电压电物性研究 |
4.2.4 X射线光电子能谱研究 |
4.2.5 拉曼光谱分析 |
4.2.6 正电子湮没分析 |
4.2.7 直流电场极化研究 |
4.2.8 差热分析 |
4.2.9 挠曲电极化讨论 |
本章小结 |
第五章 含其它组分的非铁电性起源压电陶瓷的压电效应研究 |
5.1 样品制备 |
5.2 Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)基非铁电性压电陶瓷的研究 |
5.2.1 XRD分析 |
5.2.2 形貌分析 |
5.2.3 介电压电物性研究 |
5.2.4 X射线光电子能谱研究 |
5.3 含Bi_2Al_4O_9组分的非铁电性压电陶瓷简介 |
5.3.1 XRD分析 |
5.3.2 SEM分析 |
5.3.3 BT-BA陶瓷的压电特性 |
本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.1.1 本论文的主要工作 |
6.1.2 铋基非铁电性起源压电陶瓷的几点说明 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表文章及所获奖励 |
英语论文一 |
英文论文二 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
四、用高温光电子谱研究SrTiO_3纳米微晶薄膜晶粒边界热力学平衡(论文参考文献)
- [1]准一维Mo2C单晶纳米带的制备与超导电性研究[D]. 刘晓彤. 浙江大学, 2020(02)
- [2]强磁场对Co薄膜扩散偶体系的互扩散行为及磁性能的影响[D]. 赵越. 东北大学, 2017(06)
- [3]CuInSe2基薄膜太阳能电池材料结构和性质的理论研究[D]. 薛红涛. 兰州理工大学, 2017(12)
- [4]ZrO2基纳米粒子薄膜电阻开关特性研究[D]. 曹青. 东北大学, 2014(08)
- [5]纳米结构的半导体金属氧化物:合成及气敏、光催化性质[D]. 邹永存. 吉林大学, 2014(09)
- [6]0-3型混合共烧钛酸钡/镍锌铁氧体复相陶瓷的形成及其电磁性能研究[D]. 郑辉. 浙江大学, 2013(12)
- [7]非贵金属改性层状钙钛矿光催化剂的制备及性能研究[D]. 吴俊荣. 华南理工大学, 2013(05)
- [8]CVD金刚石/铜复合材料的基础研究[D]. 刘学璋. 中南大学, 2013(02)
- [9]ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究[D]. 蒋杰. 浙江大学, 2013(08)
- [10]铋基极性陶瓷中的非铁电性起源压电效应研究[D]. 王力海. 山东大学, 2013(10)