Ge掺杂增强Ruddlesden-Popper结构准二维Sr_(3)Sn_(2)O_(7)陶瓷杂化非本征铁电性的物理机制

准二维的杂化非本征铁电体在实现强磁电耦合的单相室温多铁性方面具有很大的潜力,然而此类陶瓷样品通常有着较高的矫顽场和较低的剩余极化强度,严重阻碍了对其的研究和应用.本文成功制备了质量高且单相性较好的具有准二维结构的双层R-P(Ruddlesden-Popper)型氧化物Sr_(3)Sn_(2–x)Ge_(x)O_(7)陶瓷样品,观察到了较高的剩余极化和与Sr_(3)Sn_(2)O_(7)单晶接近的矫顽场.微量Ge元素对B位Sn掺杂后极化强度显著增强,同时进一步降低了Sr_(3)Sn_(2)O_(7)样品的矫顽场.结合晶格动力学研究,对样品的拉曼和红外光谱进行标定,得出掺杂样品铁电性能的增强可能源于氧八面体倾侧幅度的增大和旋转幅度减小.Berry相位法和玻恩有效电荷模型进一步证实了铁电性能的增强.通过紫外可见光光度计测试得到Sr_(3)Sn_(2)O_(7)样品的光学带隙为3.91 eV,采用Becke-Johnson势结合局部密度近似(MBJ-LDA)所计算的结果与实验基本一致.总之,这项研究为此类杂化非本征铁电体的制备及铁电性能的调控提供了参考,有望促进铁电陶瓷在各种电容器和非易失性存储器件中的广泛应用.

TiO薄膜的制备及电输运性质

利用磁控溅射技术,通过改变氧分压在MgO (001)单晶基片上外延生长了一系列TiO薄膜,并对薄膜的结构、价态和电输运性质进行了系统研究. X射线衍射结果表明,所制备的薄膜具有岩盐结构,沿[001]晶向外延生长. X射线光电子能谱结果表明,薄膜中Ti元素主要以二价形式存在.所有样品均具有负的电阻温度系数,高氧分压下制备的薄膜表现出绝缘体的导电性质,低温下电阻与温度的关系遵从变程跳跃导电规律.低氧分压下制备的薄膜具有金属导电性质,并具有超导电性,超导转变温度最高可达3.05 K.所有样品均具有较高的载流子浓度,随着氧分压的降低,薄膜的载流子类型由电子主导转变为空穴主导.氧含量的降低可能加强了TiO中Ti—Ti键的作用,从而使低氧分压下制备的样品显现出与金属Ti相似的电输运性质,薄膜超导转变温度的提升可能与晶体结构或电子结构突变相关联.

La掺杂BaSnO_(3)薄膜的低温电输运性质

利用射频磁控溅射技术在MgO(001)单晶基片上沉积了一系列Ba_(0.94)La_(0.06)SnO_(3)薄膜,并对薄膜的结构和电输运性质进行了系统研究.所有薄膜均表现出简并半导体(金属)导电特性:在T>Tmin的高温区(Tmin为电阻最小值对应的温度),薄膜的电阻率随温度的升高而升高,并且与温度的平方呈线性关系.在T<Tmin的低温区域,薄膜的电阻率随温度降低而上升,并且电阻率随lnT呈线性变化,均匀无序系统中的电子-电子相互作用、弱局域效应以及Kondo效应均不能解释这种现象.经过定量分析,发现电阻率在低温下lnT的依赖关系源于颗粒间电子的库仑相互作用.同时,在Ba_(0.94)La_(0.06)SnO_(3)薄膜中也观察到霍尔系数RH与lnT呈线性关系,并且该线性关系也定量的符合金属颗粒体系中库仑相互作用的理论.薄膜断面高分辨透射电子显微镜结果表明,虽然薄膜整体呈现外延结构,但其中存在诸多条状非晶区域,这使得薄膜整体表现出类似金属颗粒膜的电输运性质.本文的结果为金属颗粒系统中库仑相互作用对电导率和霍尔系数修正理论的正确性提供了有力的支持.

三维a-IGZO薄膜中的电子—电子散射

本文利用射频磁控溅射法制备了一系列厚度约800 nm的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜,并对其电输运性质和低温的电子退相干机理进行了系统的研究.研究发现,所有a-IGZO薄膜中,载流子浓度均不随温度变化,高温区的电阻-温度系数为正,说明样品具有类金属导电特性.通过对薄膜低温磁电阻的测量,获得了电子退相干散射率与温度的关系.分析表明,薄膜中电子-声子散射率远小于小能量转移电子-电子散射率,小能量转移电子-电子散射率主导电子退相干散射率与温度的依赖关系.

Lieb莫尔光子晶格及其光子学特性研究

受到电子学领域双层扭曲石墨烯的启发,莫尔光子晶格的多种莫尔构型被证明具有光子局域等特性。将两个相同周期的Lieb子晶格旋转角36.87°叠加构造了Lieb莫尔晶格,并基于平面波展开法计算了其能带结构。结果表明,相比于常规的Lieb晶格,Lieb莫尔晶格的无量纲化光子禁带宽度最高可增加0.25,并且禁带中心发生了蓝移,因而更适合在光通信领域的应用。数值计算结果表明在Lieb莫尔晶格的能带结构中还具有平带,其特性可通过改变介质柱的几何参数进行调控,最高平整度可达到0.0018722。通过计算平整度最高时的电场分布,发现了局域的现象。基于Lieb晶格的莫尔构型可为光子晶体研究提供新的方法,也为研究复杂光子晶体结构提供新的平台。

高催化活性Pt纳米颗粒的生物毒性研究

目的探究一种具有高催化活性的新型金属铂(Pt)纳米颗粒的生物毒性作用。方法选择C57BL/6雄性小鼠(SPF级)52只,鼠龄6~8周,体质量22~24 g。采用"一锅合成法"合成六面体状金属Pt纳米颗粒。将中国仓鼠卵巢(CHO)细胞与质量浓度0、0.4、1.2、3.7、11.0、33.0、100.0、300.0μg/mL Pt纳米颗粒溶液共培养,采用噻唑蓝(MTT)法测定细胞存活率、细胞毒性、细胞活性氧簇(ROS)变化。将小鼠分3批次(每批次为20、16、16只),按体质量随机分为正常对照组和实验组,测量小鼠30 d体质量变化、骨髓DNA和骨髓有核细胞(BMNC)数量、小鼠肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平、Pt元素在小鼠体内的生物分布、血常规和生物化学指标及对主要脏器的病理分析,分析Pt纳米颗粒对小鼠的生物毒性作用。结果 Pt纳米颗粒尺寸为(8.58±1.23) nm,晶格间隙为0.227 nm,呈面心立方晶格。体外研究结果表明,质量浓度300.0μg/mL Pt纳米颗粒溶液作用24、48 h,CHO细胞存活率85%、90%。质量浓度50.0μg/mL Pt纳米颗粒溶液可抑制细胞内ROS的产生。动物研究结果表明,质量浓度5 mg/mL Pt纳米颗粒溶液可使正常C57BL/6小鼠出现短暂的体质量下降(给药后15 d左右可恢复正常);作用30 d后,大部分聚集于肝脏及脾脏,与正常小鼠相比,实验小鼠只在肝脏组织中发现轻微炎症。实验小鼠血常规、生物化学指标未发现明显差异性变化;DNA和BMNC数量均出现轻微减少;Pt纳米颗粒溶液体内作用7 d后,肝脏组织的MDA水平出现轻微降低现象,而SOD活性未出现明显改变。结论质量浓度300.0μg/mL以下的Pt纳米颗粒溶液对CHO细胞无明显细胞毒作用,而质量浓度5 mg/mL Pt纳米颗粒溶液对小鼠虽然具有急性氧化应激毒理作用,但其毒理效应可在30 d内由生物体自行调节而恢复。

纳米药物的研究进展

目的:纳米药物作为诊断、治疗和预防肿瘤与免疫性疾病等多种疾病的新型药物之一越来越受到重视。本文介绍了纳米药物的优异特性,并对包括脂质体、细胞载体和智能型载体在内的纳米药物载体、介质研磨法等药物纳米化的方法以及采用纳米材料制成的新型药剂的研究现状和发展进行了分析和阐述。此外,对纳米药物存在的递送效率较低、药物安全性评价系统不规范不完善等问题以及目前研究中的机遇进行了总结,为新型纳米药物的深入研究提供参考。

半导体GaN基蓝光发光二极管的精确电学特性

对传统的电容-电压(C-V)、电流-电压(I-V)测量方法和我们自建的表征方法测量得到的蓝光发光二极管(LED)正向特性的结果做了详细的对比分析,发现传统测量方法得到的电学参量是不够精确的。但是传统C-V方法得到的表观电容以及我们自建方法得到的结电容在大电压和低频率下都表现出了明显的负值,该实验结果与经典肖克莱理论相冲突。此外,我们精确地得到了负的结电容以及结电导随电压和频率变化的经验表达式。这将为半导体二极管的正向电学特性的理论研究提供实验基础。

GaN基450nm波长LD在阈值处的反常电学特性

精确表征了GaN基450nm波长LD的电学特性,表观测量的电学参量在阈值附近都出现了明显的突变。器件的(IdV/dI-I)曲线在阈值处突然上跳。与此对应,其他电学参量在阈值处的突变也与以往观察到的窄带隙780nm波长LD在阈值处的突变完全反向。表观特性的反常必定造成反常的结特性,利用ac-IV方法精确表征了器件的结特性,在阈值区各结电学参量的突变趋势与以往报道的窄带隙780nm波长LD也完全相反。光学实验表明,在阈值区内(约3mA)光功率增加近1个量级。光特性的突然增加必定与电学特性的突变存在必然联系。所有这些反常的电学特性是传统的激光器理论难以解释的,将促使LD理论的进一步发展。