热压BN掺杂SiAlON陶瓷的致密化过程研究

以Si3N4粉、AlN粉、Y2O3粉以及BN粉末为原料，采用热压烧结（HP）方法在N2气氛、1900℃条件下制备BN掺杂α-SiAlON陶瓷，研究BN掺杂SiAlON陶瓷的致密化过程。BN粉末经造粒形成粒径约为0．5mm的球形颗粒，其掺量分别为SiAlON原始粉末质量的5％和10％。研究结果表明：BN的掺量对BN／SiAlON陶瓷的收缩趋势和致密化过程的温度范围无影响，BN掺量不同的两条相对收缩量曲线吻合得非常好，收缩均始于1650℃左右，结束于1705℃；在烧结温度相同的情况下，较高的BN掺量有助于提高BN／SiAlON陶瓷烧结过程的收缩速率和样品的总收缩量，在促进致密化进程的同时能够提高陶瓷的致密度。

BN掺杂钛酸钡基NTC材料的研究

钛酸钡基材料在居里温度以下呈优异的NTC特性,围绕BN掺杂制备钛酸钡基NTC功能陶瓷材料,分别对不同掺杂量、烧结工艺过程进行了研究。结果表明,随着烧结温度的升高,NTC材料的致密化程度增强,其室温电阻率和NTC效应也会有一些变化,随着烧结温度的提高,NTC材料的居里温度也会有微小的变化;加入BN采用传统固相烧结法在烧结温度为1 200℃,烧结速率为250℃/h的条件下,合成了室温电阻率为56Ω.cm,B值为620,居里温度为320℃的负温度系数热敏电阻陶瓷材料。

六边形BN片掺杂的ZGNR的磁电子学特性

利用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了六边形BN片掺杂的锯齿型石墨烯纳米带(ZGNR)的磁电子学特性。研究表明,当处于无磁(NM)态时,随着掺杂浓度的增大,可以实现金属-准金属的相变。当处于铁磁(FM)态时,随着掺杂浓度的增大,可以实现自旋金属-自旋半导体的相变,且为双极化自旋半导体。当处于反铁磁(AFM)态时,不同浓度掺杂的ZGNR都是自旋半导体,随着掺杂浓度的增大,下旋带隙逐渐减小,而上旋带隙是先减小后增大。在不同浓度掺杂情况下,AFM态都是基态。随着掺杂浓度的增大,结合能逐渐增大,故掺杂浓度最小的ZGNR最稳定。该研究对于发展基于石墨烯的纳米电子器件很有意义。

铂掺杂氮化硼纳米管及CO在其表面的吸附行为的理论研究

采用基于密度泛函理论的PBEPBE方法对铂(Pt)掺杂的氮化硼(BN)纳米管进行了理论研究.计算结果表明,Pt原子突出BN纳米管表面,Pt的d轨道暴露到外面,使它更容易和外来分子发生相互作用,提高了纳米管的反应活性.Pt取代掺杂缩小了纳米管的能隙,从而提高BN纳米管的导电性.一氧化碳(CO)在Pt掺杂BN纳米管上的吸附行为表明,2个CO能化学吸附到纳米管表面,更多的CO分子吸附是物理吸附.

BN链掺杂的石墨烯纳米带的电学及磁学特性

基于密度泛函理论第一性原理系统研究了BN链掺杂石墨烯纳米带(GNRs)的电学及磁学特性,对锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)分非磁态(NM)、反铁磁态(AFM)及铁磁性(FM)三种情况分别进行考虑.重点研究了单个BN链掺杂的位置效应.计算发现:BN链掺杂扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs)能使带隙增加,不同位置的掺杂,能使其成为带隙丰富的半导体.BN链掺杂非磁态ZGNR的不同位置,其金属性均降低,并能出现准金属的情况;BN链掺杂反铁磁态ZGNR,能使其从半导体变为金属或半金属(half-metal),这取决于掺杂的位置;BN链掺杂铁磁态ZGNR,其金属性保持不变,与掺杂位置无关.这些结果表明:BN链掺杂能有效调控石墨烯纳米带的电子结构,并形成丰富的电学及磁学特性,这对于发展各种类型的石墨烯基纳米电子器件有重要意义.