室温下β⁃Ga_(2)O_(3)纳米柱的脆韧转变研究

β⁃Ga_(2)O_(3)的力学性能关系到相关电子器件的制造、封装以及应用,然而目前关于β⁃Ga_(2)O_(3)单晶的力学变形机制研究还相对匮乏。本文研究了(100)β⁃Ga_(2)O_(3)单晶在压应力作用下的力学行为,发现其极易沿着(100)B面脆断,并计算得到该材料的断裂应力范围为3141~6151 MPa。进一步揭示了不同长径比、不同直径对β⁃Ga_(2)O_(3)纳米柱力学变形行为的影响,实验结果表明:当长径比>2时,β⁃Ga_(2)O_(3)纳米柱在不同直径下均沿着(100)B面发生脆断;当长径比<2且直径<200 nm时,(100)β⁃Ga_(2)O_(3)发生脆性向塑性的转变,表现为先沿着(201)面发生滑移,之后沿着(100)B面断裂。最后,讨论了晶体学取向对于小尺寸β⁃Ga_(2)O_(3)塑性的影响,研究结果为理解β⁃Ga_(2)O_(3)的力学性能提供借鉴。

ZnO：Ga晶体对硬X射线的时间及能量响应

介绍了ZnO：Ga晶体对重复频率快脉冲硬X射线的时间响应，利用X射线荧光分析仪测量了ZnO：Ga晶体对10～100keV硬X射线的能量响应。结果表明：ZnO：Ga晶体对硬X射线响应的上升时间为316ps，半高宽为440ps；对40keV以上的X射线的能量响应很平坦。该晶体可以作为一种新颖的硬X射线探测元件。

飞秒激光烧蚀MgAl_2O_4透明陶瓷的实验研究

实验研究了800nm飞秒激光与MgAl2O4透明陶瓷的相互作用,得到其在单脉冲、多脉冲情况下的损伤阈值和损伤面积,用CCD成像技术和扫描电镜观察了烧蚀点的形貌特征,用显微红外光谱仪测试了烧蚀区域的透过光谱．结果表明:单脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积与脉冲能量近似为线性关系,而在多脉冲烧蚀条件下,烧蚀面积随着脉冲数量的增加呈近似波尔兹曼(Boltzmann)增大;当激光功率接近损伤阈值时,烧蚀后的区域在波数为2500～7000cm-1范围内的红外透过率由82％提高到86％,当激光功率超过损伤阙值后,透过率降低20％左右．

非线性光学晶体多功能测试系统

采用现代激光技术和光电子技术，根据晶体光学原理与非线性光学晶体的习性，设计了非线性光学晶体多功能测试系统。本系统具有结构紧凑，稳定可靠，一机多能的测试功能。

显微数码互动实验系统在晶体光学实验教学中的应用

显微数码互动实验系统是现代教学的重要手段。介绍了显微数码互动实验教学系统的组成与功能,运用数码显微互动实验系统进行晶体光学实验的教学示范、互动交流以及图像分析与共享,极大地改善了实验教学环境,减轻了教师的工作强度,培养了学生的操作和理解能力,提高了晶体光学实验教学的质量和效率。显微数码互动实验系统是地学实验教学的重要方法和发展方向。

硒化镉(CdSe)单晶体的变温霍尔效应研究

通过变温(20～300K)霍尔效应测量,研究了CdSe单晶体的电阻率ρ(T)、载流子浓度n(T)、霍尔系数RH(T)和霍尔迁移率μH(T)的温度依赖关系.实验结果表明CdSe单晶体的导电类型总为n型,且它的电阻率与载流子浓度的温度依赖关系与n-Si单晶类似.通过拟合禁带宽度约为1.7eV.本文还进一步研究了本征区、饱和区、弱电离区内电子浓度的变化和霍尔因子γ随温度变化关系,并由此计算出杂质电离能(24.7meV)与补偿度(23.7%).上述结果表明CdSe单晶体具有优良的电学特性,是制作室温核辐射探测器的理想材料.

电迁移诱导W纳米晶表面原子尺度结构演变

体心立方(body⁃centered cubic,BCC)金属W作为微型化器件中重要的互连材料,其电迁移行为对小尺寸集成电路的稳定性至关重要。本文利用原位透射电子显微(transmission electron microscopy,TEM)技术,在原子尺度下研究了电迁移诱导BCC金属W表面结构动态演变过程。结果表明,自由表面是主要电迁移路径;而{110}面和<111>方向分别是优选的迁移面迁移方向;电迁移过程中W表面形成特定的原子台阶或锯齿状结构。对于非低能晶面{002},在电流作用下仍能发生定向迁移,形成新的台阶结构。研究结果揭示了电迁移过程中表面结构的演化规律,为优化BCC金属材料的微观结构设计、提高其在高电流密度环境下的结构性能稳定性提供借鉴。

钒酸钠中钠离子脱嵌诱导结构相变的电子显微学表征

本文采用溶胶-凝胶法结合固相烧结法制备了钒酸钠纳米线,通过X射线衍射学和电子显微学确定了制备产物为层状结构Na_(1.25)V_(3)O_(8)和通道结构NaV_(6)O_(15)。利用电子束辐照诱导钠离子脱嵌对Na_(1.25)V_(3)O_(8)和NaV_(6)O_(15)的结构稳定性进行了研究。结果表明,Na_(1.25)V_(3)O_(8)和NaV_(6)O_(15)经电子束辐照后均会转化成岩盐结构的VO。论文结果有助于理解钠离子脱嵌对钠离子电池正极材料结构稳定性的影响机理,为高性能钠离子电池的复杂设计提供参考。

基于机器学习的原子识别以及非线性漂移校正

球差校正扫描透射电子显微镜(scanning transmission electron microscope,STEM)是一种重要的微观结构表征手段。然而,由于电子束和样品漂移等问题,极大影响了STEM图像的质量和后续分析。针对上述问题,本文引入机器学习,改进了原子识别的方法,并在此基础上进行了元素分类;另外,针对单张STEM图像,在原子识别的基础上,提出了快速非线性漂移校正的方法,解决了以往漂移校正方法依赖较多数据的问题,此方法适用于辐照敏感材料的漂移校正,显著提高了STEM图像的解析效率。

Ni-Zn合金物相分析的实验研究

利用X射线物相分析技术,辅以金相分析方法、差热分析技术研究了Ni-Zn体系的4个合金.实验结果表明,Ni-Zn合金系中存在中间化合物NiZn3,该化合物稳定地存在于650℃到室温之间.400℃下NiZn3(75%Zn)化合物的点阵常量为a=3.31919(4)nm,b=0.8866(2)nm,c=1.2518(2)nm.

单晶金刚石声子非简谐衰减效应研究

随着金刚石作为散热材料在大功率半导体器件、激光器、微波器件和大规模集成电路等领域中的应用愈加广泛,通过对金刚石局部进行精确测温以评价其散热性能是一个重要的研究课题。本文使用拉曼光谱仪对不同掺杂类型的高温高压(HTHP)样品和化学气相沉积(CVD)样品在228~678 K进行检测,得到了金刚石样品TO模拉曼峰位、半峰全宽等与温度的一一对应关系,并通过理论计算模型明确了热膨胀、三声子、四声子随温度变化对拉曼峰位、半峰全宽的贡献。理论和实验测试结果发现:不同掺杂以及不同类型样品的拉曼光谱峰位无明显区别;随温度升高,半峰全宽宽化,主要影响因素为声子衰减导致的非简谐效应,同时受载流子的电离率、浓度、类型,以及缺陷和杂质影响;声子寿命主要受到声子的非简谐衰减作用影响,基本不受杂质散射的影响。本研究为金刚石材料的温度检测提供了一种无损、非接触、高空间分辨率的方法。

ZnO:Ga晶体对质子的响应

对ZnO:Ga晶体进行质子辐照实验研究,得到对脉冲质子的响应波形和发光强度随质子能量的变化关系,并对实验现象和结果进行了分析。结果表明,该晶体对质子束具有很好的响应特性,与快速光电探测器相结合,可作为反冲质子探测元件,用于脉冲中子探测。

防止硫镓银多晶合成中容器爆炸的研究

通过对硫镓银多晶合成实验过程中容器易发生爆炸的原因进行分析研究,提出了两温区气相输运、温度振荡合成AgGaS_2多晶的新方法,即通过分段升温同时旋转合成炉逐步消耗参与反应的硫,然后在高温进行两温区气相输运反应后再进行温度振荡混合反应,减小反应过程中合成管内压力,避免了容器爆炸的发生,获得了高纯单相的AgGaS_2多晶原料。

线性MX链上的Peierls二聚化

从Ｂａｅｒｉｓｗｙｌ－Ｂｉｓｈｏｐ模型出发，研究了Ｍ离子（过渡金属离子）或Ｘ离子（卤素离子）的晶格位移对ＭＸ链的Ｐｅｉｅｒｌｓ二聚化的物理效应。结果表明。

热蒸发银膜的电子衍射研究

实验采用真空镀膜法在火棉胶上制备了银膜,由其圆环电子衍射图样考察了银膜的晶面、衍射斑的亮度。结果表明,随着电压的增大衍射环中心斑的亮度逐渐增强,同一晶面的衍射环半径减小;所镀银薄膜存在(111)、(200)、(220)、(311)、(420)、(422)、(333)、(442)和(620)晶面。

白云石晶粒尺寸对白云岩中碱白云石反应及膨胀性的影响

采用激光共聚焦显微镜（LSCM）测量了白云岩JFG、DHC、DHF和DHG中白云石晶粒的尺寸,采用X-射线衍射（QXRD）定量分析了白云岩中碱白云石反应（ADR）生成的水镁石含量,并依据RILEM AAR-2、CECS 48、RILEM AAR-5和NRAA-02检测了白云岩的膨胀性。结果表明,白云岩JFG、DHC、DHF和DHG中白云石中位径为13μm、14μm、94μm和81μm;随着养护时间的延长,养护在150℃、10%KOH溶液中的5-10 mm白云岩颗粒中的白云石反应程度逐渐增高,4 d后,白云石晶粒尺寸越大,白云岩中去白云石反应程度越高;RILEM AAR-5混凝土微柱试件的膨胀大小依次为,细晶白云岩DHF〉粉晶白云岩JFG及DHC〉细晶白云岩DHG,白云岩中白云石晶粒尺寸与ADR膨胀性没有直接的相关性,可见白云石晶粒尺寸不是影响白云岩ADR膨胀性的唯一因素。

面向水声换能器的压电单晶复合材料设计研究

压电单晶复合材料具有高压电常数、高机电耦合系数和高水声优值的优点,是制备下一代高性能水声换能器的关键材料。不同类型水声换能器对压电材料的性能要求不同,如何根据器件的具体应用需求,对压电单晶复合材料的结构和性能进行设计具有重要的意义。为了能够准确选取压电单晶复合材料中压电相与聚合物相两相材料特性、体积分数、宽高比等参数,本文提出了一种将解析模型与数值模型相结合的综合设计方法。实验结果证实,该方法可以准确高效地预测1-3型压电单晶复合材料的振动模态及宏观等效性能参数,实现以器件性能为指导的压电单晶复合材料设计。

用德布罗意波的反射和折射解释戴维孙—革末实验结果

戴维孙—革末电子散射实验的结果通常用德布罗意波的反射予以说明,本文利用德布罗意波的折射及反射作出了更精确的解释。将戴维孙—革末实验曲线的实验观测数据与根据德布罗意波的反射和斤射算得的理论数据作一比较,可以看出两者相吻合。

直流电场对LiNbO_3晶体亚临界裂纹扩展的影响

本工作采用双扭曲试验法(DT法),着重研究了极化条件、直流电场的强度和取向对晶体学取向不同的LiNbO_3晶体中裂纹亚临界扩展行为的影响,并对晶体由裂纹临界扩展导致断裂的形貌作了分析。实验结果表明:LiNbO_3晶体试样的裂纹亚临界扩展方程指数n随晶体学取向的不同而不同,这与裂纹扩展所沿晶面的断裂能有关。未极化的LiNbO_3晶体受直流电场作用时,其亚临界裂纹扩展的加快,系压电晶体电致伸缩效应所致;极化的LiNbO_3晶体试样在直流电场作用下,其亚临界裂纹扩展主要是受晶体的逆压电效应的影响。

内衬弹簧冷却槽晶体的热缓释实验研究

介绍了同步辐射光束线单色仪晶体内衬弹簧圆形冷却槽改善换热能力的实验研究,并给出实验结果。在热负载和其它冷却条件相同的情况下,由于冷却槽内衬弹簧增大了固液间换热系数,从而增大了晶体的热承受能力,减小了晶体的热形变。