关键词： 胶体晶体   纳米材料   胶体微球   介电微结构   空心银球结构  

摘要： 论文首先研究了在乙醇与水的混合液作为分散体系中，以十二烷基硫酸钠作为乳化剂，以过硫酸钾作为引发剂，合成单分散的聚苯乙烯(PS)微球的方法。通过设计的三组独立实验，分别研究了乙醇与水的体积比、十二烷基硫酸钠的用量和过硫酸钾的用量对所得到的聚苯乙烯微球的分散性的影响，得到了控制PS球分散性的最佳反应条件：在苯乙烯量(4.5mL)给定的条件下，加入0.1g过硫酸钾，0.

关键词： 半导体材料   氮化镓   晶体缺陷   晶面倾斜角   位错运动   薄膜质量  

摘要： Ⅲ族氮化物是光电性能优良的直接带隙宽禁带材料，是发展短波长光电子器件十分理想的半导体材料；同时其优良的电学性质使其在高温、强场、大功率电子器件领域也具有重要的应用。本文系统地研究了横向外延GaN材料的晶体缺陷，位错运动，晶面倾斜角和薄膜质量。特别研究了横向外延GaN晶面倾斜角与HVPE生长条件的关系。论文研究了GaN位错在光助电化学腐蚀中的作用，运用光助电化学腐蚀手段对横向外延GaN材料的微结构进行了快速的表征。另外，还研究了AlN/Si(111)的干氧氧化行为。论文取得的主要结果如下：\n 1.对在Si(111)衬底上用HVPE方法横向外延GaN材料的微结构和光学性质进行了研究。首次运用HVPE技术对Si衬底上GaN薄膜进行同质横向外延生长，成功地降低了3～4个量级的位错密度。由于HVPE和LEO技术的优越性，使得高质量，大尺寸，低成本GaN薄膜的制备成为可能。\n ***观察发现，在GaN横向外延区域存在位错的倾斜和弯曲，这最终导致了GaN晶面倾斜角的形成。同时还观察到，SiO2掩膜腐蚀角的不对称会造成横向外延两端的生长速率不一样，并且在横向外延区和窗口区同时存在着位错线的倾斜，这进一步有效地降低了样品的位错密度，削弱了选择生长引起的结构的周期性。\n 3.运用四圆X射线衍射仪对HVPE横向外延GaN材料中的晶面倾斜角进行了研究。首次采用X射线衍射的动力学模型，推导出一个可以精确测定横向外延GaN晶面倾斜角的新方法，此方法同样可以适用于精确计算其它材料中的晶面倾斜角。\n 4.首次详细研究了HVPE生长环境下，GaN晶面倾斜角与生长模版和生长条件之间的关系。发现，增大掩膜宽度和填充因子均会导致大的倾斜角。如果加入额外的HCl，则能够减小倾斜角同时提高LEOGaN的晶体质量。生长过程中，C杂质的引入会占据缺陷处的空隙，有效抑制了晶格的塌陷，从而减小了晶面倾斜角。\n 5.还系统讨论了生长温度，HCl流量，V/Ⅲ之比对HVPELEOGaN晶面倾斜角的影响。生长温度的升高会导致晶面倾斜角的增大。通入HCl的流量不同，生长速率和V/Ⅲ之比同时会被改变。发现，当V/Ⅲ之比为65生长速率为1μm/min时，晶面倾斜角获得一个较小值。当通入大流量的HCl时，将造成Ga的富余，富余Ga的出现有利于生成倾斜生长面，也会导致小的w/h和小的晶面倾斜角。上述研究结果，使得人们试图通过HVPE横向外延方法，得到高晶体质量，低位错密度，小角度的晶面倾斜的GaN薄膜的设想成为了可能。\n 6.我们自制了GaN光助电化学腐蚀装置，讨论了光助电化学腐蚀的机理，重点研究了腐蚀与位错的关系。首次运用光助电化学腐蚀手段对横向外延GaN材料的微结构进行了研究。给合SEM图像，对横向外延GaN样品的位错，缺陷，和晶体质量进行了快速的表征。因此我们提出，光助电化学腐蚀不仅可以作为一种常用的工艺手段，而且也为研究材料的微结构提供了一种十分方便而有效的途径。\n 7.

关键词： 气敏材料   锡石   半导体材料   气敏传感器   固相反应   声化学   纳米颗粒  

摘要： SnO2(锡石)是一种宽带隙n型半导体材料，它具有广泛的用途，但是最常见的一种用途还是作为气敏传感器的原料。因为实验发现，SnO2的气体敏感性质随着比表面积的增加会有很大改进，所以近年来研究重点趋向于制备纳米量级的SnO2作为气敏材料。\n 在本文中用两种方法：固相反应法和声化学法合成了SnO2纳米颗粒:\n 1.通过XRD、TEM、SAED和HRTEM分析形貌和微结构，发现产物颗粒分散，尺寸比较均匀，平均粒径在20nm以下，在特定制备条件下还得到了一种中孔网络状结构，这种结构具有很大的比表面积。\n 2.结合HRTEM观察讨论了纳米SnO2晶格结构中的CSP缺陷，分析CSP存在对材料的载流子浓度和导电性质产生的影响。\n 3.测量了SnO2样品的气敏系数，最大可达100，证明样品的气敏性质相当好。同时发现两步法(先生成SnO，再热氧化到SnO2)合成的样品与一步法(直接生成SnO2)合成的气敏性质有较大差异，主要表现为两步法合成的样品对乙醇有选择性(识别性)，这是得到有选择性传感器的一种相对简便的新方法。\n 4.采用颗粒边界连接和瓶颈连接的简化模型，半定量讨论了气敏系数S和颗粒尺寸之间的关系，得出结果是随着粒径减小到纳米量级时，S迅速增大，这与实验事实相符合，从理论上证明了纳米SnO2作为气敏材料的优越性。\n 5.

关键词： Ca^+   He^+离子注入   纳米钛膜   微观结构  

摘要： 介绍了由弗里曼离子源在惰性气体辅助下产生Ca+、He+的研究及其分别注入钛箔和纳米钛膜的微结构分析。Ca+ 注入Ti箔样品的XPX分析表明:在1×1018/cm2注入剂量下,Ca的含量达到33﹪,注入Ca在钛表面主要形成CaTiO3、CaO和TiO2的化学结合的方式与钛基体连接;He+注入纳米钛样品的XRD的衍射谱在15—40°范围内明显分裂及变得较为尖锐,由谢乐公式计算出的纳米膜样品在(100)(101)晶面晶粒粒度大小分别为20.2nm和19.3nm,表明纳米钛膜注氦后仍保持纳米尺度。而AFM在微米视场下观察到纳米钛膜的表层粒子粒度虽有所长大,但在纳米视场却观察到大量的亚结构,结合AFM观察和XRD的分析结果证明在高剂量注入下,存在纳米钛膜表层粒子同时又被碎化成微晶使注氦纳米钛晶粒仍保持纳米尺度的重要现象。

关键词： 钼钨纳米合金膜   制备方法   微结构   羰基金属气相沉积方法   纳米结构   多晶膜材料  

摘要： 利用羰基金属气相沉积方法,在Al2O3陶瓷基片上,以Mo(CO)6+W(CO)6为源,制备了MoW纳米合金晶膜.采用XRD和SEM技术,并与相同条件制备的Mo膜比较,研究了MoW合金晶膜的微结构.结果表明:该法制备的薄膜是以纳米粒子状态存在、具有超微结构的多晶膜材料.

关键词： 纳米材料   纳米微粒   显微硬度   电沉积法   纳米复合涂层  

摘要： 该工作采用溶胶-凝胶法制备出了TiO<,2>纳米微粒.通过XRD和TEM分析了TiO<,2>胶体经不同温度热处理后的晶体结构和晶粒尺寸.分析表明,热处理温度在350-550℃之间,可得到晶粒尺寸在5-21nm之间的锐钛矿相TiO<,2>纳米微粒;热处理温度在600-750℃之间,可得到锐钛矿相和金红石相混合的TiO<,2>;800℃时,TiO<,2>微粒全部转变和金红石相.采用复合电沉积法,制备出了TiO<,2>/Ni纳米复合涂层.通过XRD研究了电解液中TiO<,2>微粒的含量、镀液中TiO<,2>的种类、电流密度、电沉积时间对复合涂层中Ni的晶粒尺寸、晶面择优取向以及TiO<,2>共析量的影响情况.通过SEM对TiO<,2>纳米复合涂层进行了表观形貌分析.对不同复合涂层的显微硬度试验和耐蚀性能试验结果表明,TiO<,2>微粒的晶粒尺寸越小,其在基体金属Ni中的共析量越大,TiO<,2>/Ni纳米复合涂层的显微硬度越大,耐蚀性能越强.

关键词： 纳米材料   微结构   晶体结构   纳米棒   声化学制备   光催化   半导体材料   功能材料  

摘要： 本论文主要应用声化学等方法，对有代表性的化合物功能材料加以制备。首次获得星状纳米晶TiO2微结构。并对相关材料的晶体结构、尺寸效应及其性能机理进行了系统研究。这对把握、运用以至开发新型功能材料有着重要意义。本论文主要包括三个部分：TiO2纳米半导体光催化材料的声化学制备和微结构研究；Bi2S3纳米棒的声化学制备和微结构研究；和Fe/Al2O3/Fe磁性隧道结的微结构研究。\n (1)TiO2纳米半导体光催化材料的声化学制备和研究。对TiO2的研究工作主要包括两个方面：a)棒状和星状金红石纳米颗粒的制备和研究。b)锐钛矿纳米颗粒的制备和研究。\n (2)Bi2S3纳米棒的声化学制备和研究。用声化学方法在硝酸铋和硫代硫酸钠溶液中成功制备了Bi2S3的纳米棒，并通过TEM，SAED，HRTEM，研究了Bi2S3纳米棒的微结构。Bi2S3的棒状形态是由于Bi2S3本身的链状结构造成的。此外，给出了Bi2S3的形成机理。\n (3)Fe/Al2O3/Fe磁性隧道结的微结构研究。用高分辨电镜对Fe/Al2O3/Fe磁性隧道结的微结构做了研究，发现下铁层晶化状态明显优于上铁层，上铁层为无序的非晶，形态上的差异造成了铁磁层间矫顽力的差异，TMR效应产生。而进一步的研究表明，氧化铝层氧化不完全，依然有铝的小纳米颗粒存在；氧化铝与铁磁层间界面粗糙；下铁磁层存在Fe3O4颗粒。这些对样品的TMR效应都会有不利的影响。

关键词： EDX   interfaces   multilayered matrix   SiCf-SiBC   transmission electron microscopy  

摘要： SiCf -SiBC composites fabricated by Snecma Propulsion Solide (St Medard en Jalles, France) were investigated by SEM and HRTEM in the as-received state and after creep tests performed in air, in a temperature range 1423-1573 K, under 170 and 200 MPa. These composites are reinforced by Hi-Nicalon fibres (Nippon Carbon). A pyrocarbon interphase was first deposited on the fibres. The matrix was then deposited on the fibrous preform by several chemical vapour infiltrations (CVI). As a result the matrix is multilayered and based on the Si-B-C ternary system. This matrix is self-sealing: this is due to the presence of boron inducing the formation of a sealant glass if the material is heated in an oxidative environment. This glass will protect fibres and fibre/matrix interphases against oxidation. Hi-Nicalon fibres as well as the different matrix layers were studied by HRTEM and EDX. Some investigations were carried out on the creep-tested specimens in order to characterize modifications observed in the different constituents of the composites, particularly at the interfaces between the matrix layers and at the fibre/matrix interface. It was shown that several matrix layers crystallized during the creep tests. Moreover, a thin silica layer was observed at the pyrocarbon/matrix interfaces. Differences between the behaviour of the same type of material creep tested under neutral atmosphere are discussed.

摘要： The valve morphology, morphological variability and ultrastructure of Cyclotella delicatula Hustedt from the type material are described with light and scanning electron microscopic methods. The species, based on its valve morphology and ultrastructure, belongs to the Cyclotella taxa with marginal fultoportulae on ribs, valve central area without areolae, the rimoportula(e) is/are situated nearer to the center than the marginal fultoportulae and all the ribs have the same thickness and in the same plane. Differences with other similar taxa are discussed.

关键词： 氮化铝   热导率   高温超导   直接冷却   分子动力学   微结构低温工程学   制冷机  

摘要： 首先,阐述了AIN材料的基本特性,热传导的机制和影响热传导的因素,并且讨论了AIN在电子、高温耐腐蚀、复合材料方面的应用,分析了经典导热系数的理论.然后选择AIN材料作为制冷机直接冷却中制冷机与二元电流引线的高导热高电绝缘的冷却结构,建立低温热导率实验装置,稳态实验得到超导应用低温温度范围氮化铝材料的热导率特性数据,氮化铝材料的热导率在30—160K温度范围随温度升高而升高.进而提出了AIN薄膜材料的热导率非稳态法测试系统——激光脉冲法,构建系统组成,提出了物理模型,以及所要注意的问题,为下一步实现该系统的建立提出构想.最后,AIN薄膜的热传导属于微小特征空间尺度和时间尺度的传热问题,倍受研究者的关注.实验测定薄膜材料热导率技术难度高,从分子动力学入手,利用计算机的巨大计算能力模拟材料的热导率,为进一步实验提供有益的数据和预测.