(Y_(2-x)Pb_(x))Ru_(2)O_(7)中金属-绝缘体转变调控研究

烧绿石结构的Y 2 Ru_(2)O_(7)表现为反铁磁Mott绝缘体基态,而具有相同结构的Pb_(2)Ru_(2)O_(6.5)则呈现顺磁金属基态。为深入理解此差异,本研究采用固相反应法合成(Y_(2-x)Pb_(x))Ru_(2)O_(7)系列多晶材料,并系统研究了Pb^(2+)掺杂浓度x对其晶体结构和电阻率、磁化率等物理性质的影响。结果表明,(Y_(2-x)Pb_(x))Ru_(2)O_(7)(0≤x≤2.0)材料在x=0.5时经历了金属-绝缘体转变。通过与类似结构的烧绿石氧化物对比后发现,Pb^(2+)替代Y^(3+)不仅引入了额外的载流子,其6s^(2)存在的孤对电子还可能增强费米面附近的态密度,这两个因素的综合作用可能是其出现金属-绝缘体转变的原因。该类4d/5d烧绿石氧化物为研究受到强烈几何挫折的关联电子奇异物性提供了关键的材料平台。

基于5-氨基烟酸的锰金属有机框架的合成、结构及荧光传感性质

室温下,通过溶液法将5-氨基烟酸(5-Hana)与MnCl_(2)反应,成功合成了一例新的三维Mn(II)金属有机框架[Mn_(2)(5-ana)_(4)(H_(2)O)]n(命名为Mn-MOF)。通过X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、紫外-可见光谱和荧光光谱法对配合物的结构和性质进行表征。结构分析表明,配合物属单斜晶系,具有双节点(2,8)-c配位网络结构,其中[Mn_(2)(CO_(2))_(2)(H_(2)O)]二聚单元作为8-连接节点,5-ana-配体作为2-连接节点。分子范德瓦耳斯表面静电势(ESP)分析表明,5-ana-配体的第一反应位点在羧基氧原子附近,ESP最小值为-143.37 kcal·mol^(-1),第二和第三反应位点分别位于吡啶环和氨基氮原子附近。Mn-MOF常温下具有良好的热稳定性。荧光光谱测试显示配合物在256 nm光激发下的最大发射波长为402 nm。更重要的是,Mn-MOF可以通过荧光猝灭实现对Fe^(3+)的选择性识别,且猝灭效率达到98.71%,可作为潜在的荧光探针分析水溶液中的Fe^(3+)。

基于HfO_(2)插层的Ga_(2)O_(3)基金属-绝缘体-半导体结构日盲紫外光电探测器

作为一种新兴的超宽带隙半导体, Ga_(2)O_(3)在开发高性能的日盲紫外光电探测器方面具有独特的优势.金属-半导体-金属结构因其制备方法简单、集光面积大等优点在Ga_(2)O_(3)日盲紫外光电探测器中得到了广泛的应用.本文在传统的金属-半导体-金属结构Ga_(2)O_(3)日盲紫外光电探测器的基础上,利用原子层沉积技术引入高介电性和绝缘性的氧化铪(HfO_(2))作为绝缘层和钝化层,制备出带有HfO_(2)插层的金属-绝缘体-半导体结构的Ga_(2)O_(3)日盲紫外光电探测器,显著降低了暗电流,提升了光暗电流比,同时提高了器件的比探测率和响应速度,为未来Ga_(2)O_(3)在高性能弱光探测器件制备提供了一种新通用策略.

基于2,5-二溴对苯二羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构及性质

采用溶剂热法,以2,5-二溴对苯二甲酸(H_(2)L)为配体,分别与六水合硝酸钕、六水合硝酸钆反应合成了_(2)种镧系金属有机骨架(MOFs):{[Nd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·_(2)DMF}n(1)和{[Gd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·2DMF}n(_(2))。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析、荧光光谱、热重分析等测试方法对其进行了结构表征与性质研究。结果表明,2个配合物均是以稀土离子为金属节点,与配体相互连接,形成无限延伸的三维网状结构。

铜基稀土过渡金属钙钛矿La_(1-x)Nd_(x)CuO_(3)(0≤x≤1)的高压合成

在高温高压条件下,利用自主设计加工的Walker型高压组件合成新型铜基稀土过渡金属钙钛矿La_(1-x)Nd_(x)CuO_(3)(0≤x≤1)。结构精修结果表明:La_(1-x)Nd_(x)CuO_(3)(0≤x≤0.4)具有菱方结构,空间群为;当0.5≤x≤0.7时,该体系表现出菱方结构与Pnma正交结构共存的混合相;进一步增加Nd的掺杂比例,当0.8≤x≤1时样品具有单一的Pnma正交结构。获得了La_(1-x)Nd_(x)CuO_(3)(0≤x≤1)的完整结构相图,为深入研究稀土-3d过渡金属氧化物的磁性、金属-绝缘体相变等物性演化规律提供了新的材料选项。

金属-有机框架材料在超级电容器中的优势和进展

金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注.本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发,着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响,阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展.首先,MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能,而其材料的特殊结构又直接影响了导电率.其次,MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件.此外,MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关,稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提.最后,对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望,结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向.

配位驱动组装单组分白光发光金属-有机配合物材料的研究进展

金属-有机配合物材料基于其结构种类多样性及发光性能可调控的特点,被广泛应用于安全防伪、信息存储、智能传感、显示装置、白光照明等领域。本综述详细介绍了单组分金属-有机配合物在白光发光领域内的研究进展。按照Au/Ag/Cu配合物、Zn/Cd配合物、Eu和Tb共掺杂Ln配合物、染料掺杂配合物、其他主族元素/过渡元素/镧系元素掺杂/多元素掺杂配合物5个类别对配合物结构特点、发光机理、白光发光组成、白光性能指标进行分析,归纳不同类别配合物白光发光材料的构筑策略,总结金属-有机配合物材料作为白光候选材料具备的优势,并从理论研究和实际应用2个方面提出待进一步解决的问题,以期早日实现金属-有机配合物发光材料的工业化生产及应用。

基于金属-绝缘体-金属光栅结构的功分器及分波器设计

设计了一种基于仿表面等离激元(Spoof surface plasmon polaritons,Spoof SPPs)的金属-绝缘体-金属(metal/insulator/metal,MIM)光栅结构的Y型功分器和分波器。MIM光栅结构由两块内侧加工有周期性凹槽的有限厚度金属板构成,工作于微波波段,采用单极子作为激励来激发光栅结构上的仿表面等离激元。其中功分器的两个输出分支采用凹槽深度相同的光栅结构,可以将从输入端来的电磁波平均分成两个部分,然后分别朝着两个输出分支传播;而分波器的两个输出分支则采用凹槽深度不同的光栅结构,可以使不同频率的电磁波朝着不同的分支传播。利用三维电磁仿真软件CST微波工作室(CSTmicrowave studio)对该功分器和分波器进行仿真分析,加工出分波器实物并进行了实验测试,测试结果与仿真分析基本吻合,验证了方案的可行性。

金属-有机框架衍生中空超级结构的研究进展:合成与应用

金属-有机框架(MOF)衍生功能材料的合理设计对于其应用具有重要意义.以简单MOF衍生物为基本单元组装成中空超级结构(HSSs)是提升材料性能的有效策略.目前关于MOF衍生物的综合评述已有诸多报道,然而鲜少针对HSSs的构筑和应用.本文系统总结了MOF衍生HSSs相关研究的最新进展.首先,根据结构差异将MOF衍生HSSs分为5种类型;其次,总结了由MOF衍生物构建HSSs的策略,着重阐述如何设计MOF前驱体和选择转化条件;随后,展示了MOF衍生HSSs在能源和催化相关领域的一些应用;最后,提出了MOF衍生HSSs研究领域所面临的挑战和机遇,旨在为MOF衍生材料的结构设计和性能强化提供一些思路.

金属-有机框架材料结构设计及其对合成染料的吸附性能

金属-有机框架材料(MOFs)由于其巨大的比表面积、高孔隙率、有序的孔隙结构及优异的稳定性等特点,在诸多领域得到了广泛研究,其中在吸附/分离领域,特别是吸附水体中的合成染料方面展现出良好的应用前景。本文介绍了常见的MOFs作为多孔吸附材料的结构设计方法,重点分析了金属离子和配体的交换、有机配体的功能化修饰对MOFs的晶体结构、比表面积、孔容的影响,探讨了MOFs的结构设计与其吸附性能的关系,并探究MOFs对阳离子染料和阴离子染料的吸附机理,以此为基础,分析了MOFs对亚甲基蓝、罗丹明B等阳离子染料和刚果红、铬黑T等阴离子染料的吸附性能,最后总结了MOFs多孔吸附材料的技术优势及目前存在的问题,展望未来发展方向,以期对MOFs在合成染料高性能吸附领域的发展提高参考。

掺杂维度和浓度调控的δ掺杂的La:SrTiO_(3)超晶格结构金属-绝缘体转变

利用密度泛函理论计算,本文系统研究了δ掺杂的La:SrTiO_(3)超晶格结构的电子性质随掺杂维度和掺杂浓度改变而变化的规律性.该结构通过在SrTiO_(3)等间距的单元层中掺入一定浓度的La来实现.在25%La掺杂浓度下,随着相邻掺杂层间距从1个单层增加到δ个单层,掺杂维度从三维过渡到二维,超晶格从金属性变到绝缘体性,并在带隙中产生局域态,且该局域态呈现出电荷序、自旋序和轨道序.这种金属-绝缘体转变是由于二维电子体系呈现出更强的关联性造成的.而随着二维掺杂浓度提高到50%,关联性降低,体系变成金属性.

金属-绝缘体复合薄膜中的纳米颗粒形态控制

本文采用多靶磁控溅射仪旋转基片的方法，利用红外灯管加热基片，制备了不同基片温度的Ａｇ－ＳｉＯ２复合薄膜（１５．０ａｔ％Ｓｉ）。采用ＴＥＭ分析了薄膜的微观结构并测定了薄膜的电阻率。研究结果表明：通过改变基片温度，可以控制Ａｇ－ＳｉＯ２复合薄膜中Ａｇ粒子的形态；当基片温度高于３００℃时，复合膜中孤立的Ａｇ颗粒直径为１０～１００ｎｍ；薄膜的电阻率亦可通过基片加热在１０２～１０６μΩ·ｃｍ范围内改变。

射频激励金属-陶瓷结构矩形波导CO_2激光器的设计与工艺

通过分析波导激光器中的耦合损耗,给出了金属-陶瓷结构CO2波导激光器的设计方案,并对2 mm×2 mm×140 mm的金属-陶瓷结构RF激励波导CO2激光器进行了实验研究,获得3.39 W的输出功率,效率为6%。该项研究对此类器件的进一步发展提供了技术借鉴。

nm Al粒子的电磁波吸收和金属-绝缘体相变

ｎｍＡｌ粒子在一定的粒径范围内（１０－１７ｎｍ）对电磁波有较强的吸收能力，其吸收率“ａ≈０．４．在这个粒径范围内，Ａ１粒子既不具有完全的金属性，也不具有完全的绝缘性，ｎｍＡｌ粒子的金属·绝缘体相变市是一个突变过程，存在“过渡区”．在过渡区中Ａ１粒子对电磁波的吸收来源于量子尺寸效应。

不对称Hubbard模型与Mott金属-绝缘体相变

从标准Hubbard模型出发,对半充满Hubbard系统,采用Hubbard和Falicov Kimball近似处理,在讨论自旋为σ的电子运动时,忽略自旋为-σ的电子在格点间的跳跃,得到不对称哈密顿量,并运用平均场近似求得相应准粒子谱。在绝对零度和有限温度对结果作了分析,讨论了Mott金属-绝缘体相变的转变温度。

表面等离激元金属-绝缘体-半导体波导激光器研究进展

纳米激光器在光通信、全息技术、生物医疗成像等领域有着广泛的应用前景。表面等离激元(Surface plasmon polariton,SPP)沿着金属表面传播,基于该特性可制成突破衍射极限的低阈值纳米激光器。它们不但具有小尺寸特征,同时还能激发Purcell效应,表现出更高的自发辐射效率。近年来,金属-绝缘体-半导体(MIS)波导结构的SPP激光器因具有超强的模式约束能力被大量报道。本文以基于MIS结构的SPP激光器为主题进行综述。首先,介绍了SPP激光器的工作原理,接着分别介绍了基于MIS波导结构的纳米片型和纳米线型SPP激光器的工作原理。然后,依据增益介质材料的不同,依次介绍了增益介质分别为Ⅱ-Ⅵ半导体、Ⅲ-Ⅴ半导体以及钙钛矿的SPP MIS波导激光器研究进展。最后,总结全文,并对基于MIS波导的SPP激光器未来的发展和挑战进行了展望。

一种新的Gd-Zn异金属配合物的合成、结构和电化学性质

在水热条件下,通过硝酸锌、三氧化二钆和吡啶-2,5-二甲酸(H_(2)PDC)自组装反应合成一个新颖的二维3d-4f异金属配合物框架[Gd_(2)Zn(PDC)_(4)(H_(2)O)_(8)]·2H_(2)O(1),并经元素分析、红外光谱和单晶x-射线衍射技术对其进行了分析表征。结果表明配合物1为二维层状结构。此外,还研究了配合物1的热稳定性和电化学性质。

颗粒形状对金属-绝缘体复合介质光学性质的影响

研究了退极化因子对金属－绝缘体复合介质中的线性光学吸收和非线性极化度的影响．利用退耦近似和谱表式相结合的方法研究退极化因子对有效非线性响应的影响，结果显示线性吸收系数和有效非线性极化率与颗粒的形状（对应退极化因子）有很大依赖关系。

牛栏江-滇池补水工程干河泵站金属结构设备布置

云南省牛栏江-滇池补水工程由德泽水库枢纽工程、干河提水泵站系统工程及输水线路工程组成。干河泵站金属结构设备布置的主要目的是保障下游泵站的安全运行。文章主要介绍了干河泵站金属结构设备的总体布置,并针对各闸门的结构设计进行说明。

VO_2金属-绝缘体相变机理的研究进展

VO_2是一种热致相变金属氧化物.在341 K附近,VO_2发生由低温绝缘体相到高温金属相的可逆转变,同时伴随着光学、电学和磁学等性质的可逆突变,这种独特的性质使得VO_2在光电开关材料、智能玻璃、存储介质材料等领域有着广阔的应用前景.因此,VO_2金属-绝缘体可逆相变一直是人们的研究热点,但其相变机理至今未有定论.首先,简要概述了VO_2相变时晶体结构和能带结构的变化情况:从晶体结构来讲,相变前后VO_2从低温时的单斜相VO_2(M)转变为高温稳定的金红石相VO_2(R),在一定条件下此过程也可能伴随着亚稳态单斜相VO_2(B)与四方相VO_2(A)的产生;从能带结构来看,VO_2处于低温单斜相时,其d//能带和π*能带之间存在一个禁带,带宽约为0.7 eV,费米能级恰好落在禁带之间,表现出绝缘性,而在高温金红石相时,其费米能级落在π*能带与d//能带之间的重叠部分,因此表现出金属导电性.其次,着重总结了VO_2相变物理机理的研究现状.主要包括:电子关联驱动相变、结构驱动相变以及电子关联和结构共同驱动相变的三种理论体系以及支撑这些理论体系的实验结果.文献报道争论的焦点在于,VO_2是否是Mott绝缘体以及结构相变与金属-绝缘体相变是否精确同时发生.最后,展望了VO_2材料研究的发展方向.