浅析固体微结构物理国家重点实验室大型仪器设备平台的建设与运行

本文介绍了固体微结构物理国家重点实验室大型仪器设备平台的建设与运行情况,分析了平台运行中遇到的问题,如平台的资源整合和宣传、实验技术人员的考核与激励、平台运行的经费支持等,并提出了切实可行的解决方案。本文建议,继续建设和完善大型仪器设备平台,推进平台运行的规范化、制度化,将为实验室开展科学研究、人才培养、学术交流等各项工作提供保障。

“针尖下的实验室”——扫描探针探测与调控铁电畴及其微观物性

铁电和多铁材料作为未来高性能信息媒介引起广泛关注.其中铁电畴的形态及演化特征可显著影响材料电导、光伏、磁电耦合等诸多物理性能以及器件功能,尤其是新奇拓扑畴带来诸多新颖物性,使得通过畴调控方法设计材料及器件性能成为可能.深入理解铁电畴及其微观物性调控规律有望为后摩尔时代信息技术带来新的器件设计方案.本文主要介绍通过多功能扫描探针显微镜研究铁电和多铁材料的微观畴结构和相关物理性能,及其调控规律和机制,并在此基础上构筑新原理信息器件.

含空位的二维GaN电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,计算了二维GaN及其Ga、N空位体系的电子结构和光学性质,通过形成能的计算分析了空位缺陷体系的稳定性,然后进一步计算了各体系的电子结构,分析并讨论了空位缺陷对吸收光谱的影响。计算结果表明:Ga-N空位体系形成能最小,该结构最容易形成;Ga空位体系产生的缺陷能级使二维GaN呈现p型半导体特性,反之N空位缺陷呈现n型半导体特性,缺陷能级的出现有利于提高二维GaN电子迁移率以及光响应能力;各空位体系的吸收光谱均发生红移,其吸收系数在低能区域均大于本征二维GaN,这说明Ga、N空位的产生可以提升二维GaN对可见光的吸收能力。

基于微缝折叠空间结构的宽带吸声超材料设计

如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,基于此探究实现低频宽带吸声的可能性。研究表明,通过调整折叠空间厚度及折叠通道数目,可以在较大的频带范围内调节结构的峰值频率,同时不改变其近完美的吸声性能。最后,提出了一种宽带吸声超材料,在500~2 000 Hz频率内获得平均吸声系数达0.931的连续高效吸声带宽。结构厚度为5.68 cm,仅为最低共振频率对应波长的1/12,试验结果良好。研究成果可为实现宽带吸声提供借鉴。

柱撑蒙脱石的微结构变化研究

制备了柱撑蒙脱石，并运用^(27)Al核磁共振谱等技术对柱化溶液中的Al的状态进行了研究，运用X射线定向衍射技术、红外光谱、差热、热重分析及原子力显微镜等技术对往化粘土中Keggi结构的作用及热稳定性进行了研究.结果表明，AlCl3溶液在［OH－］／［Al^(3+)］＝2．4时水解生成的Kegin离子最多.柱撑蒙脱石层间距在自然状态下为2．53um，300℃灼烧后层间距稳定在1．83um，具有较好的热稳定性．

蒙脱石热处理产物的微结构变化研究

本文对广东和平蒙脱石及其热处理产物进行了化学分析、差热和热重分析、X射线粉末衍射分析、红外吸收光谱分析、扫描电镜、原子力显微镜及魔角旋转核磁共振等研究。结果表明 ,蒙脱石在热处理温度为 1 2 6℃— 1 48℃时 ,主要脱出吸附水和层间水 ,这一脱水过程是可逆的。当热处理温度达到 659℃时 ,蒙脱石八面体片中的羟基开始脱失 ,但层状结构仍然保持 ,这种羟基的脱失过程对应着八面体片中 Al 向 Al 的转变。当温度达到 90 0℃时 ,蒙脱石的层状结构完全被破坏 ,并有新的矿物相 μ-堇青石产生。当温度为 1 2 0 0℃时 ,则出现方英石及莫来石相。当热处理温度达到 1 350℃时 ,方英石及莫来石的含量略有减少 ,并出现较多的含铁堇青石相。

蒙脱石酸处理产物的微结构变化研究

本文对广东和平蒙脱石及其酸处理产物进行了化学分析、X射线粉末衍射分析、红外吸收光谱分析、电子顺磁共振谱、原子力显微镜及魔角旋转核磁共振等研究．结果表明，酸处理浓度对蒙脱石的表面结构有很大的影响．当酸处理浓度达到20％时，蒙脱石的Q3Si结构有部分转变为畸变的Q3Si结构和Q4Si结构，而Al的结构状态则没有发生任何变化，这与原子力显微镜的观察结果相一致．

实验室是现代化大学的心脏

从国际、国内实验室发展情况阐述了实验室的重要性 ,实验室可比喻为现代化大学的心脏。讨论了建设好实验室的关键、实验教学改革、实验队伍及对实验室的希望。

BaTiO_3铁电纳米膜制备及物性和微结构表征

采用脉冲激光淀积法在硅基氧化铝纳米有序孔膜版介质上(膜版孔径平均尺寸20nm,内生长Pt纳米线作为底电极一部分)制备了BaTiO3铁电纳米膜,并对其物性(铁电和介电性能)和微结构进行了表征。结果表明厚度170nm BaTiO3铁电膜的介电常数,随着测量频率的增加(103Hz至106Hz),从400缓慢下降到350;介电损耗在低频区域(103～105Hz)从0.029缓慢增加到0.036,而在高频率区域(>105Hz)后,则迅速增加到0.07。这是由于BaTiO3铁电薄膜的介电驰豫极化引起的。电滞回线测量结果表明,该薄膜的剩余极化强度为17μC/cm2,矫顽场强为175kV/cm。剖面扫描透射电子显微镜(STEM)图像表明,BaTiO3纳米铁电薄膜与底电极Pt纳米线直接相连接,它们之间的界面呈现一定程度的弯曲。选区电子衍射图和高分辨电子显微像均表明BaTiO3铁电薄膜具有钙钛矿型结构。在BaTiO3纳米铁电薄膜退火晶化处理后,部分Pt纳米线的再生长导致顶端出现分枝展宽现象。为了兼顾氧化铝纳米有序孔膜版内的金属纳米线有序分布和BaTiO3纳米薄膜结晶度,合适的退火温度是制备工艺过程的关键因素。

高校实验室安全管理工作的研究与实践

针对目前高校实验室在安全管理工作中存在的诸多问题,从硬件建设、机构建设、管理制度建设等方面提出具体的改进措施。经过努力实践,实验室在基础设施的建设和维护、培训准入机制、安全检查机制和考核奖惩机制等方面取得较大进展,积累了丰富的管理经验。高校实验室的安全管理工作内涵非常丰富,在整合硬件资源、建立安全事故应急机制等方面还有许多工作有待进一步完善。作为实验室安全工作人员,不能存有任何侥幸心理,一定要认真落实每一个环节,不断完善安全管理工作和提高安全管理水平。

蒙脱石热处理过程中的微结构变化及μ-堇青石相的发现

采用现代谱学分析技术对广东和平蒙脱石及其热处理产物进行系统研究.结果表明,热处理温度达到659℃时,蒙脱石八面体片中的羟基开始脱失,对应着八面体片中AlⅥ向AlⅣ的转变.900℃时有新的矿物相μ-堇青石产生,1200℃出现方英石及莫来石相.1350℃出现较多的含铁堇青石相.

实验室是培养创新人才的摇篮--从卡文迪什实验室看实验室的作用

介绍了英国剑桥大学卡文迪什实验室的发展历程,特别是该实验室的历届实验室主任的创新思想,大胆改革实验室的主要研究方向,并取得了一系列推动科学发展的辉煌成就,与此同时,从第一任实验室主任麦克斯韦到瑞利勋爵、J.J.汤姆森、卢瑟福、W.L.布格、莫特等,培养了一代一代的著名科学家。实验室是培养创新人才的摇篮,是现代大学的心脏。

实验室的重要性,再强调也不过分

提出对实验室的重要性再强调也不过分的观点。联系国外一些著名实验室的情况,提出如何建设高水平的实验室,并进一步论述了实验室对培养科学工作者的作用。文章对实验室存在的一些问题作了讨论,提出要采取措施,充分发挥仪器设备的使用效率,要注意实验仪器设备的配套,使仪器发挥更好的作用。

Zn_xFe_(3-x)O_4-α-Fe_2O_3纳米多晶材料中的隧道磁电阻效应与微结构(英文)

在具有纳米绝缘层的多晶锌铁氧体体系中 ,当晶界为α Fe2 O3纳米量级的绝缘层时 ,则构成 (ZnxFe3 xO4) α Fe2 O3非均匀体 ,电子显微分析证实了这种微结构。该体系在 0 5T磁场、4 2K温度下 ,磁电阻效应可达 1 2 80 %,30 0K下为 1 58%

铁电纳米结构的浸渍涂敷法制备和微结构STEM表征(英文)

本文利用浸渍涂敷法在硅基多孔氧化铝模版介质(孔径20 nm^100 nm)上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电纳米结构,并利用扫描透射电子显微镜(STEM)观察了其表面形貌和剖面微结构。TEM像和X-射线能谱分析结果表明在多孔氧化铝模版孔道内形成了PZT纳米结构,其横向尺寸可通过改变氧化铝模版的孔径来调节。采用浸渍涂敷法可使PZT溶液贯穿整个氧化铝纳米孔道,在其内壁形成PZT涂层,厚度为4 nm^15 nm。氧化铝纳米孔道内的黑色TEM衬度线证实了PZT涂层的存在,其存在方式为连续介质型或离散的晶粒形状。平面STEM像显示PZT纳米结构具有椭球状形貌,这可能是由氧化铝纳米孔道的局部扭曲或PZT溶液在退火过程中的收缩引起的。在硅基多孔氧化铝模版介质上采用浸渍涂敷法制备的PZT有序纳米结构,在将来三维结构的非挥发性铁电存储器方面具有十分诱人的应用前景。

完善管理机制,促进实验室开放、流动、联合

南京大学固体微结构物理实验室是1984年国家计委投资建立的首批国家重点实验室之一。作为国家重点实验室,得到了国家的重点投资,引进了一批先进的现代化仪器和设备。但要取得一流的科研成果,还需要进行科学的组织和管理。

薄膜微结构分析的几种X射线散射技术

文章厄要介绍了X射线小角反射、X射线漫散射技术、X射线表面衍射和多晶薄膜的小角衍射实验原理和实验技术,特别针对各种实验技术中实验数据的采集要求做了细致描述;通过对自旋阀、异质结构中的应变、薄膜深度轮廓及应变规律等的研究,说明这些散射技术在薄膜研究中的应用.

纳米结构铁电膜的制备和物性及微结构表征

采用脉冲激光淀积法在硅基氧化铝纳米有序孔膜版介质上(膜版孔径平均尺寸25nm,内生长Pt纳米线作为底电极一部分)制备了纳米结构的BaTiO3铁电膜(膜厚25nm),并对其铁电和介电性能以及微结构进行了表征.结果表明,BaTiO3铁电纳米膜的介电常数随着测量频率的增加(103～106Hz)从196缓慢下降到190;介电损耗在低频区域(103～105Hz)从0.005缓慢增加到0.007,而在高频率区域(>105Hz)快速增加到0.013.薄膜的剩余极化强度约为5μC/cm2,矫顽场强约为680kV/cm.剖面(S)TEM像表明,BaTiO3铁电纳米膜与Pt纳米线(底电极)直接相连,它们之间的界面具有一定程度的弯曲.为兼顾氧化铝纳米有序孔膜版内的金属纳米线有序分布及BaTiO3纳米膜的结晶度,选择合适的退火温度是制备工艺中的关键因素.

SBT材料微结构的TEM研究(英文)

本文利用透射电子显微术 (TEM)对SrBi2 Ta2 O9(SBT)材料 (单晶、陶瓷及薄膜 )的微结构进行了研究。在 (0 0 1 )取向的SBT单晶材料及多晶陶瓷中观察到 90°铁电畴结构。在SBT晶体中观察到大量的条带状四度反相畴界结构和少量的三度反相畴界结构 ,利用TaO6 氧八面体的扭转和四态自旋结构模型 ,对反相畴界结构的实验观测结果进行了解释。在 (0 0 1 )取向的SBT铁电薄膜中 ,观察到小角晶界 (倾角为 8 2°)的位错分解现象 ,导致不全位错和层错的出现。利用平衡状态下两个不全位错之间的排斥力等于层错的吸引力 ,估算了小角晶界处的层错能量 ,大小为 0 2 7～ 0 2 9J m2 。小角晶界位错的分解对 (0 0 1 )