PVDF薄膜晶相生长及荧光检测研究

用旋转涂覆法制备了PVDF薄膜,研究衬底对α相形成的影响,进而改变退火温度研究α相向β相的转变。采用XRD、红外光谱及荧光光谱对薄膜进行表征。研究发现,采用载玻片作为衬底时,薄膜为非晶态,衬底为掺氟氧化锡和单晶硅时,薄膜获得了较好的α相结晶。随着退火时间的延长,薄膜中的晶粒尺寸增加。随着退火温度的升高,薄膜中α相向β和γ两个极性晶相发生转变。分析表明,聚合物与衬底表面原子基团之间的氢键作用不利于薄膜的晶化,而极性相的存在使铜酞菁分子荧光发射峰红移。

Nd掺杂对钛酸钡电磁及微波吸收特性影响研究

采用溶胶-凝胶法制备稀土Nd掺杂钛酸钡纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、矢量网络分析仪等手段分别分析表征了样品的微结构和高频电磁特性。结果表明,Nd离子掺杂的钛酸钡样品在750℃温度下退火1h,结晶良好。随着Nd掺杂量的提高,晶粒细化。Nd离子掺杂后,在高频下钛酸钡纳米粉体的介电常数的实部略有减小,虚部峰值得到提高,复介电常数和复磁导率的峰位均发生蓝移,粉体材料在2～18GHz范围内的反射损耗得到提高,吸收频带拓宽明显。

掺硅类金刚石薄膜的制备及其光学性质研究

利用直流磁控溅射技术在单晶硅和光学玻璃表面制备了掺硅类金刚石薄膜,采用紫外-可见光光谱仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱(XPS),荧光光谱仪考察了不同硅含量对类金刚石薄膜的光学透过、表面形貌、电子结构和光学带隙的影响。结果表明,掺硅后的类金刚石薄膜的表面粗糙度先变大后变小,光学带隙变宽,但当掺硅达到一定量时,光学带隙有所降低。随着硅掺入量的增加,薄膜的红外透过率显著提高;光的发射中心"蓝移"并且强度增加。XPS的结果表明薄膜的sp3/sp2的比率随着硅含量的增加而变大。

类金刚石薄膜的电子结构及光学性质

以直流磁控溅射制备了类金刚石薄膜,采用原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌,采用俄歇电子能谱(AES)分析薄膜的化学键和电子结构。将参数D定义为俄歇电子能谱(AES)中最大正峰和最低负峰之间的距离,用俄歇电子能谱中的D值求得不同沉积气压条件下制备的薄膜的sp2键的百分含量和sp2键与sp3键比率。采用紫外可见光透射光谱(UV-Vis)分析了薄膜的光吸收特性和光学带隙。结果表明:沉积气压低于0.8 Pa时,sp2键的百分含量随沉积气压的增大而减小;薄膜的光学性质受光学带隙的直接影响。

掺铝氧化锌薄膜的光电性能

采用直流磁控溅射技术,以氧化锌铝陶瓷靶为靶材,在玻璃衬底上制备掺铝氧化锌薄膜,研究不同工艺参数对薄膜组织结构、光学性质和电学性质的影响。从薄膜的结构、载流子浓度和迁移率等方面分析掺铝氧化锌薄膜的透射率和电阻率的变化机理。研究结果表明:掺铝氧化锌薄膜具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长,衬底温度和氧分压对薄膜的电阻率和透射率具有很大影响。在衬底温度为200℃、氧气与氩气的分压比为1%时,薄膜具有最优电阻率和平均透射率,分别达到1.13×10-3Ω.cm和86.5%。

热电池新型阳极材料Li-B合金研究进展

介绍了Li-B合金作为最新一代热电池阳极材料所具有的优良性能。重点综述了它在材料的物理化学性能、结构与组成及材料合成机制与制备等方面的研究现状及最新进展。同时介绍了国内Li-B合金阳极的研究现状。

乙酰丙酮铍的合成与结构研究

以氧化铍、浓硫酸和乙酰丙酮为原料合成了乙酰丙酮铍。采用X射线衍射、元素分析、紫外-可见吸收光谱、核磁共振氢谱、红外吸收光谱等方法对所合成样品进行表征。结果表明:铍离子与乙酰丙酮根形成螯合环结构;在乙酰丙酮铍中存在两种效应,即金属铍离子的强吸电子效应和螯合环的环电子流效应。此外,环内构成的离域大π键,增加了该化合物的稳定性。

影响磁性纳米颗粒膜吸波性能的主要因素

基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程、Brugge-man有效媒质理论及纳米颗粒膜的电输运和介电理论,通过计算磁性纳米颗粒膜的有效磁导率、有效介电常数、计算分析饱和磁化强度、各向异性场、电导率和阻尼系数对纳米颗粒膜吸波性能的影响。结果表明,饱和磁化强度、各向异性场、电导率和阻尼系数均对纳米颗粒膜的微波吸收特性产生显著影响,通过调控纳米颗粒膜的电磁特性可以有效提高其吸波性能,可以应用于薄层吸波材料的设计中。

科学教育与艺术教育相互促进

诗就是生命本身,诗教是人性的教育与生命的教育,大学教育应该是高品的诗与诗教。科学理论和诗在诗性自由上具有相通性与一致性;科学理论也是造物者的诗篇;科学理论具有实用性和诗性;诗性自由是科学创造力的核心,科学教育应该以诗性自由为出发点和落脚点。科学巨擘与艺术泰斗,都有艺术情怀与科学素养;科学与艺术,都揭示表观的多样性与内质的统一性;科学与艺术,都创造美、表现美,都用美改善人;教育的应然目标与功能是改善人,科学教育与艺术教育同等重要。科学与诗互包互容,科学家与诗人互生互长,科学教育与诗育互化互成;诗性教育与科学教育融合,是培养科学家兼艺术家或艺术家兼诗人式大师的必要途径,是破解"钱学森之问"的最佳路线选择。诗性教育是大学迈向一流的开始,是培养创新人才的有效途径之一,我们需要充满诗性的教师、充满诗性的教育教学活动、充满诗性的教育教学过程。当今大学教育体制下存在两种极端,理工科教育往往不重视形象思维,文科教育则容易忽视逻辑思维,致使科学与艺术分离;只有跨越科学与诗之间的荆棘林,现代大学教育才能培养出真正具有人文精神与科学创新能力的人才。

锌电解沉积物生长形态转变的研究

从近二维的硫酸锌薄层电解液的电解沉积锌中,发现了在电解液浓度较高时,得到枝晶形态的沉积物.以过滤出枝晶形态沉积物后的溶液作为电解液进行电解沉积时,得到类似DLA模拟的分形形态的沉积物.分析了沉积物形态转变的原因后认为,Cu2+和H+等杂质对生长形态转变起主要作用.用金相显微镜观察了两种形态的沉积物的微观形貌,发现枝晶形态的沉积物的顶端尖锐,而类似DLA模拟的分形形态的沉积物的顶端分叉.

掺锰氧化锌的结构和光学特性(英文)

采用直流反应磁控溅射的方法,在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O薄膜,研究了氧分压对薄膜结构和光学特性的影响。X射线衍射测试结果显示,Zn0.93Mn0.07O薄膜都具有高度的c轴择优取向,在氧分压为0.4的时候,薄膜的衍射峰具有最小的半峰全宽,最大的晶粒尺寸。X射线光电子能谱测试结果表明:Mn2 +离子已经取代了氧化锌晶格中的部分Zn2 +,但还掺杂有少量的MnO2分子;处在1 021 eV的Zn 2p3/2能级只有单一的Zn2 +;而O2 -则来自Zn-O和Mn-O。由于伯斯坦-莫斯效应,Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费密能级附近及以上的导带空态之间发生,其吸收谱线显示,与纯ZnO薄膜吸收谱线相比,产生了蓝移现象。同时还伴随有导带尾跃迁的发生,研究表明,这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的。经过计算,在氧分压为0.4的时,Zn0.93Mn0.07O薄膜的禁带宽度是最大的,这可能是由交换作用的减弱而引起的。

用氧化、复合技术改善锂离子电池负极材料性能

综述了最近几年用氧化、复合技术改善锂离子电池负极材料性能的研究。采用氧化技术,石墨材料的表面结构改善,可逆容量增加,循环性能明显改善;直接制备使用纳米级氧化物,显示出可逆容量大及优良的循环性能和快速充放电能力。采用复合技术,可使碳材料、氧化物材料的结构、可逆容量、循环性能得到改善或提高。氧化技术和复合技术是进一步提高锂离子电池负极材料性能的有效方法。

课堂教学方法改革是创新教育的关键

高等学校承担着培养创新型人才的重任,课堂教学是本科教育的主渠道。以教师为主的传统知识教育的教学方法不能适应创新型人才的培养,课堂教学方法改革成为影响人才培养质量的关键。本文在阐明知识教育与创新教育区别的基础上,引述了多位国内外学术大师对创新教育的论述;介绍了几种行之有效的课堂教学方法,其共同特点是重视学生在课堂教学中的主体作用,教师要从"教会"学生转变到让学生学会创造上来。近几年的教学实践证明,这几种教学方法是符合创新教育大趋势的。

氧分压对TiO_2薄膜微观结构与光吸收性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同氧分压下制备TiO2薄膜;研究氧分压对TiO2薄膜的表面形貌、晶体结构、化学组分及光吸收性能的影响。研究结果表明:Ti在所有样品中均以+4价态存在;随着氧分压的增大,TiO2薄膜颗粒逐渐变大,薄膜的结晶质量随着氧分压的增大逐渐提高;在吸收光谱中,300 nm附近的紫外吸收峰随着氧分压的增大而减弱,在330～465 nm范围内出现1个吸收谷,且该吸收谷随着氧分压的增大而减小,当氧分压达到0.8 Pa时,吸收谷基本消失。

氧分压对锰掺杂氧化锌结构及吸收性能的影响

采用直流磁控溅射的方法,在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O薄膜,研究了氧分压对薄膜结构及吸收性能的影响。X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明,Mn2+取代了ZnO中的大部分Zn2+,但还掺杂有少量的MnO2分子。X射线衍射测试(XRD)结果显示,Zn0.93Mn0.07O薄膜都具有高度的C轴择优取向,在氧分压为0.4时,薄膜具有最小的半高宽及最大的晶粒尺寸。由于伯斯坦-莫斯效应,Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费米能级附近及以上的导带空态之间发生,与纯ZnO薄膜吸收谱线相比,吸收边产生了蓝移,同时还伴随有导带尾跃迁的发生。研究表明,这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的。经过计算,氧分压为0.4时,Zn0.93Mn0.07O薄膜的禁带宽度是最大的,这可能是由交换作用的减弱而引起的。

掺W对染料敏化TiO_2电极光电性质的研究

用双靶直流磁控共溅射方法在FTO透明导电玻璃上沉积掺W的TiO2薄膜。采用原子力显微镜、喇曼光谱仪和透射光谱仪对其表面形貌、晶体结构及光学性能进行了分析。研究发现适量的掺W有利于改善TiO2薄膜的表面结构,并有利于提高染料敏化电池的短路电流;但过量的掺W减弱了锐钛矿相,TiO2薄膜转变为金红石相结构;适量W掺杂TiO2薄膜经敏化组装的太阳能电池,有利于提高其短路电流及光电能量转换效率,不利于提高其开路电压。

氮气中退火对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜,并将样品在氮气中进行了退火。对样品的表面形貌、结构性能、发光特性、透射光谱分别进行了检测。结果表明:退火后,样品的结晶质量提高,光致发光峰增强,在可见光范围内的平均透过率也有所增加。计算表明:退火后ZnO薄膜的禁带宽度略有减小。这可能是氮掺入ZnO薄膜后,N2p与O2p形成杂化轨道,二者能带部分重叠,从而使价带变宽、禁带变窄。

稀土Nd^(3+)掺杂BaTiO_3纳米粉体的微结构与光致发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Nd^(3+)掺杂的BaTiO_2纳米粉体材料.采用热重法(TG)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外转换光谱(FTIR)等方法对样品进行分析和表征.采用荧光光谱研究材料的光致发光特性.研究不同浓度Nd^(3+)掺杂对于BaTiO_2纳米粉体材料的晶体结构、晶粒尺寸以及频率上转换发光特性的影响规律,并对其发光机制展开了讨论.研究发现,Nd^(3+)掺杂抑制了BaTiO_2晶粒的生长.随着Nd^(3+)替代位置的变化,BaTiO_2的晶格常数出现了相应的改变.此外,该材料体系具有较高的淬灭浓度,达到了10%.

霍尔效应对磁场作用下电化学分形沉积物形貌的影响

运用霍尔效应的原理,分析了在磁场中电化学分形沉积物形貌与无外加磁场时电化学沉积物正常生长分形明显不同的原因,解释了分形沉积物形貌变化与外加磁场的方向、强度之间的关系,半定量分析了霍尔效应对电化学分形沉积的影响程度。研究结果表明:当无外加磁场时,在分形沉积物分枝上只存在平行于分枝的正向电压;当存在外加磁场时,因为霍尔效应,在分形沉积物分枝上,除了存在平行于分枝的正向电压外还存在垂直于分枝的切向电压,使后继的形核和生长在分枝的低电位侧占优势,这是造成沉积物形貌改变的重要原因。

掺N类金刚石薄膜的制备及微观结构分析

采用直流磁控溅射法,在光学玻璃衬底上沉积类金刚石(DLC)和掺N类金刚石薄膜(DLC:N)。用喇曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等研究分析了所制备薄膜的微观结构。喇曼光谱的结果表明,掺N类金刚石膜仍具有典型的类金刚石膜结构,在类金刚石薄膜中掺N不仅有助于提高膜中sp3/sp2的比例,而且还能阻止sp2键向石墨相的转化,稳定并优化薄膜的类金刚石属性。FTIR表明,薄膜中N与C原子形成了C—N、CN及C≡N等键合方式。XPS谱表明,掺N类金刚石膜中除了C和N元素外,还出现了少量的O元素,而C1s和N1s的解谱显示,掺N后的类金刚石膜中的C、N结合能发生了明显的移动,由计算得出薄膜中N的含量为13.5%。薄膜的表面形貌图(AFM)表明,在类金刚石薄膜中掺N能够改善其表面形貌。