硅酸钛钡高温压电晶体及其传感器件研究进展

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作者 李亚楠 彭向康 +2 位作者 姜超 赵显 于法鹏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-10,共10页

压电材料作为重要的功能材料,由其制备的结构健康检测器件已被广泛应用于国民经济的诸多领域。随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等的发展,各类高温工况环境对压电材料的性能提出了更高的要求,因此研制综合性能优异... 压电材料作为重要的功能材料,由其制备的结构健康检测器件已被广泛应用于国民经济的诸多领域。随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等的发展,各类高温工况环境对压电材料的性能提出了更高的要求,因此研制综合性能优异的高温压电材料并将其应用到具有更高服役温度的传感器件中受到了研究者的广泛关注。硅酸钛钡(Ba_(2)TiSi_(2)O_(8),BTS)晶体具有较高的电阻率、较低的介电损耗和优良的压电性能,是一种具有良好应用前景的高温压电单晶材料。本文主要介绍了BTS晶体的提拉法生长制备工艺、单晶电弹性能表征、材料相变调控以及采用该晶体为核心元件研制的声表面波传感器和高温振动传感器的研究进展,最后对新型高温压电晶体及其传感器件的研发进行了总结和展望。 展开更多

关键词 硅酸钛钡晶体 提拉法 晶体生长 相变调控 高温压电传感器

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第一性原理研究Fe及其团簇缺陷对KDP和ADP晶体激光损伤的影响

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作者 隋婷婷 魏列宁 +3 位作者 徐明霞 许心光 孙洵 巨新 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期20-27,共8页

由于金属杂质离子对晶体损伤性质有不容忽视的影响,受实验条件限制,Fe及其团簇缺陷对晶体的影响机制尚不明确。采用第一性原理的方法,对磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氢铵(ADP)晶体中的Fe及其团簇缺陷进行模拟研究,确定其对晶体结构及光学性... 由于金属杂质离子对晶体损伤性质有不容忽视的影响,受实验条件限制,Fe及其团簇缺陷对晶体的影响机制尚不明确。采用第一性原理的方法,对磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氢铵(ADP)晶体中的Fe及其团簇缺陷进行模拟研究,确定其对晶体结构及光学性质方面的影响。研究发现,Fe进入KDP和ADP晶体中主要以取代P原子形成FeO_(4)基团最稳定,且其稳定形式以Fe^(3+)为主。磁性状态研究发现磁性条件对晶体的结构和能量影响不大,Fe对晶体的损伤主要通过引起200~300 nm范围明显的光学吸收影响损伤阈值。Fe进入晶体中形成团簇缺陷可通过电荷补偿与O空位(VO)复合,几乎不会与OH空位(VOH)复合,团簇缺陷以Fe对晶体结构和性质的影响为主。 展开更多

关键词 KDP晶体 ADP晶体 缺陷 激光损伤 第一性原理

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芘并硼氮杂菲的合成、结构及光物理性质研究

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作者 郝玉银 蒋震 刘志强 《合成化学》 CAS 2024年第11期992-999,共8页

近年来,硼氮杂稠环芳烃在有机光电功能材料领域展现出巨大潜力,但是对于具有大共轭结构的硼氮杂稠环芳烃的合成与性质研究仍然有待深入。本文报道了基于胺基前体硼化反应路线合成2个芘并硼氮杂菲化合物并开展的光物理性质研究,合成路线... 近年来,硼氮杂稠环芳烃在有机光电功能材料领域展现出巨大潜力,但是对于具有大共轭结构的硼氮杂稠环芳烃的合成与性质研究仍然有待深入。本文报道了基于胺基前体硼化反应路线合成2个芘并硼氮杂菲化合物并开展的光物理性质研究,合成路线简单,一锅反应最多同时新形成4个化学键。研究表明:1-BN-2-Na-Py和2-BN-1-Na-Py具有高荧光量子产率(0.46,0.70)和双光子吸收截面(230 GM以上)。X-射线单晶衍射解析了2-BN-1-Na-Py的单晶结构,表明2-BN-1-Na-Py分子优良的平面性,确证了B—N键具有部分双键特征。通过密度泛函理论(DFT)计算表明:硼嗪单元(BNC4环)具有一定的芳香性(NICS(1)值为-4.923,-1.935),解释了B—N键的引入对化合物电子结构的影响。 展开更多

关键词 硼嗪 硼氮杂菲 多环芳烃 单晶结构 亲电硼化

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金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展

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作者 王鲁凯 林宏健 +5 位作者 吴坤 曹亭亭 李志远 孙炼 张磊磊 王尊刚 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1266-1280,共15页

X射线成像在核辐射安全、无损检测、安全检查、医学诊断等领域有着广泛需求。然而,传统闪烁单晶受限于高成本耗时工艺、有限体积尺寸以及固有脆性,难以实现高效、灵活的X射线成像。相较而言,基于金属卤化物纳米晶/微晶设计的闪烁体薄膜... X射线成像在核辐射安全、无损检测、安全检查、医学诊断等领域有着广泛需求。然而,传统闪烁单晶受限于高成本耗时工艺、有限体积尺寸以及固有脆性,难以实现高效、灵活的X射线成像。相较而言,基于金属卤化物纳米晶/微晶设计的闪烁体薄膜具有简便制备、大面积尺寸、柔性变形、高效发光等显著优点,在X射线成像应用上展现出巨大潜力。本文详细综述了近几年金属卤化物闪烁体薄膜的X射线成像研究进展,首先以是否单独合成金属卤化物纳米晶/微晶为依据,将金属卤化物闪烁体薄膜制备方法概括分为两类:晶体复合成膜法、原位结晶成膜法,对比分析了两类制备方法的优缺点;其次明晰了金属卤化物晶体的发光机理,对改善闪烁体薄膜发光性能做出指导,并据此总结发光效率提升方法;再次归纳了与金属卤化物闪烁体薄膜X射线成像应用相关的各种性能,主要包括空间分辨率、柔韧性、稳定性和自修复性;最后根据研究现状对闪烁体薄膜进行总结与展望。 展开更多

关键词 金属卤化物晶体 闪烁体薄膜 X射线成像 辐射发光 制备方法

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关于固态化学课程的教学实践与思考

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作者 陈召来 《化工管理》 2025年第3期15-19,共5页

固态化学课程是诸多工科专业的必修课程,对培养学生的专业知识和创新思维具有重要作用。该课程探讨了固态材料从制备工艺到结构特性,再至缺陷分析、性能评估与设计优化的全过程。它不仅涵盖了从单晶、多晶到准晶这一材料形态演变,还深... 固态化学课程是诸多工科专业的必修课程,对培养学生的专业知识和创新思维具有重要作用。该课程探讨了固态材料从制备工艺到结构特性,再至缺陷分析、性能评估与设计优化的全过程。它不仅涵盖了从单晶、多晶到准晶这一材料形态演变,还深入剖析了无机非金属材料与金属材料之间的异同,以及功能材料与结构材料在应用领域中的各自优势与局限。文章旨在探讨固态化学教学改革的必要性和实施途径,通过对传统教学模式的深入分析,进而提出了一系列创新的教学方法和实践措施,以提高学生的学习效果和实践能力。同时,还对教学改革中可能出现的挑战及其应对策略进行了详细探讨。 展开更多

关键词 固态化学 教学改革 学习效果

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化学气相沉积ZnS、ZnSe研究进展 被引量：2

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作者 赵小玻 韦中华 +2 位作者 张旭 钱纁 于浩海 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第12期2125-2134,共10页

化学气相沉积(CVD)ZnS、ZnSe具有较高的红外透过率及良好的光学、力学性能,是红外军用探测系统首选的红外光学材料。大尺寸、高均匀性ZnS、ZnSe材料的制备是未来研究的重要课题。本文介绍了CVD的原理及在沉积过程中存在的主要问题,阐述... 化学气相沉积(CVD)ZnS、ZnSe具有较高的红外透过率及良好的光学、力学性能,是红外军用探测系统首选的红外光学材料。大尺寸、高均匀性ZnS、ZnSe材料的制备是未来研究的重要课题。本文介绍了CVD的原理及在沉积过程中存在的主要问题,阐述了高性能红外材料必备的光学性能,综述和分析了CVD ZnS、CVD ZnSe的研究进展,以及这两种材料主要缺陷形成机理与工艺控制研究。旨在改进生产工艺参数,为批量化制备高性能ZnS、ZnSe材料提供理论参考,以满足其在军事领域上的应用。 展开更多

关键词 ZNS ZNSE 化学气相沉积 透过率 吸收系数 缺陷 红外光学材料

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基于金属有机框架的TiO_(2)-NiO高效催化剂构建及光催化产氢性能研究 被引量：1

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作者 安阳 姜为易 +2 位作者 吕新玲 王玲玲 庞欢 《化学试剂》 CAS 北大核心 2023年第8期1-7,共7页

设计和制备绿色高效的水分解产氢光催化剂是当前能源领域的迫切需求。首先通过溶剂热法合成金属有机框架材料(MOFs)NH_(2)-MIL-125(Ti),再利用Ni^(2+)与—NH_(2)的配位作用制备出Ni-NH_(2)-MIL-125(Ti),最后对所制备的前驱体进行高温煅... 设计和制备绿色高效的水分解产氢光催化剂是当前能源领域的迫切需求。首先通过溶剂热法合成金属有机框架材料(MOFs)NH_(2)-MIL-125(Ti),再利用Ni^(2+)与—NH_(2)的配位作用制备出Ni-NH_(2)-MIL-125(Ti),最后对所制备的前驱体进行高温煅烧成功获得颗粒小、分散性高、亲水性强TiO_(2)-NiO高效光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HR-TEM)、红外光谱(FI-IR)、比表面积分析、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及光致发光光谱(PL)等手段对催化剂进行表征,并通过光催化实验测试了其产氢活性。结果表明,制备TiO_(2)-NiO光催化剂的最佳条件为n(Ni)∶n(Ti)=0.6∶1、煅烧温度为600℃,合成的TiO_(2)-NiO光催化剂比表面积为51.064 m^(2)/g,较溶胶-凝胶法合成的光催化剂粒径更小且分散度更高,其产氢速率最高可达1396μmol/(h·g),是传统光催化材料的11倍。实验证明了MOFs作为合成TiO_(2)-NiO反应前驱体的优越性,为生产高效光催化剂提供了新的思路。 展开更多

关键词 光催化 MOFS TiO_(2)-NiO 产氢 机理研究

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半导体晶圆检测关键连续波深紫外激光光源研制 被引量：2

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作者 徐国锋 王正平 +5 位作者 王树贤 武奎 梁飞 路大治 张怀金 于浩海 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期739-739,共1页

深紫外激光是半导体领域的关键光源。基于非线性频率变换的全固态深紫外激光具有结构紧凑、价格低廉等优势,有广泛需求。受限于晶体非线性系数较线性介电常数小数个数量级,深紫外激光通常以具有高峰值(千瓦级)的脉冲形式获得,连续波深... 深紫外激光是半导体领域的关键光源。基于非线性频率变换的全固态深紫外激光具有结构紧凑、价格低廉等优势,有广泛需求。受限于晶体非线性系数较线性介电常数小数个数量级,深紫外激光通常以具有高峰值(千瓦级)的脉冲形式获得,连续波深紫外激光效率较低,其实用化极其困难。高峰值的紫外激光通常会对半导体表面及内部产生损伤,限制了半导体晶圆缺陷等装备的应用和发展。 展开更多

关键词 半导体领域 半导体表面 连续波 深紫外激光 非线性系数 半导体晶圆 脉冲形式 介电常数

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磷酸二氢钾晶体表面点缺陷的理论研究

9

作者 赵骁骥 李妍璐 赵显 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1412-1424,共13页

磷酸二氢钾(KH_(2)PO_(4),KDP)晶体是目前唯一可在惯性约束核聚变装置中得到实际应用的非线性光学材料。由于晶体缺陷大大降低了非线性光吸收、激光损伤阈值等光学性能,因此,探明KDP晶体缺陷对其电子结构和光学性质的影响机制对于提升... 磷酸二氢钾(KH_(2)PO_(4),KDP)晶体是目前唯一可在惯性约束核聚变装置中得到实际应用的非线性光学材料。由于晶体缺陷大大降低了非线性光吸收、激光损伤阈值等光学性能,因此,探明KDP晶体缺陷对其电子结构和光学性质的影响机制对于提升其光学性能具有重要意义。本工作采用第一性原理方法计算了KDP晶体(100)和(101)表面上氢空位和氧空位缺陷的结构、稳定性及电子结构特征,研究了酸环境对表面空位缺陷结构及电子结构的影响规律及微观机制。结果表明:氢空位和氧空位缺陷在KDP晶体(100)和(101)表面上均比在晶体中更容易形成。(100)表面对氢空位及氧空位均具有较高的容忍性,然而,(101)表面的氧空位极易失去电子,在带隙中引入缺陷能级,从而引起额外光吸收,对晶体光学性质产生不利影响。酸性环境会导致(100)表面产生更多氧空位,并诱导产生氧空位缺陷能级;同时,酸性环境有利于修复表面氢空位,并消除氧空位在(101)表面电子结构中引入的缺陷态,有利于提升晶体(101)表面质量及光学质量。 展开更多

关键词 第一性原理 磷酸二氢钾 表面 缺陷

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高校大型仪器设备使用现状调研与思考

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作者 许志文 杨军 曲刚 《中国现代教育装备》 2023年第15期35-37,共3页

大型仪器设备是高校重要的物质资源,高校“双一流”建设离不开大型仪器设备的有效利用。以山东大学晶体材料研究院为例,依据近三年使用机时数据分析了仪器设备运行现状,归纳出影响仪器设备使用机时的五大问题。坚持问题导向,在管理体制... 大型仪器设备是高校重要的物质资源,高校“双一流”建设离不开大型仪器设备的有效利用。以山东大学晶体材料研究院为例,依据近三年使用机时数据分析了仪器设备运行现状,归纳出影响仪器设备使用机时的五大问题。坚持问题导向,在管理体制、技术提升、仪器设备宣传等方面提出创新性改进举措,以提升后疫情时代仪器设备使用效益和开放共享水平。 展开更多

关键词 大型仪器设备 使用效益 仪器设备管理

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磷酸二氘钾晶体快速生长及其均匀性

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作者 武鹏程 张君 +3 位作者 张立松 徐明霞 刘宝安 孙洵 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1548-1554,共7页

高功率激光系统的发展对大尺寸、高性能磷酸二氘钾(DKDP)类晶体的需求越来越大。快速生长法较传统法可大幅缩短晶体生长周期,提高晶体生长效率。但是快速生长DKDP晶体锥面区和柱面区性能存在差异,导致不同位置的性能存在不均匀性,限制... 高功率激光系统的发展对大尺寸、高性能磷酸二氘钾(DKDP)类晶体的需求越来越大。快速生长法较传统法可大幅缩短晶体生长周期,提高晶体生长效率。但是快速生长DKDP晶体锥面区和柱面区性能存在差异,导致不同位置的性能存在不均匀性,限制其在高功率激光系统中的应用。通过合成晶体生长溶液,采用点籽晶快速生长法生长了中等口径的高氘DKDP晶体,使用透过光谱,从线性吸收角度分析了快长DKDP晶体用作电光开关和频率转换器的可行性。结合Raman光谱技术及摇摆曲线的测试方法分析了晶体氘含量和结晶质量均匀性,为大尺寸DKDP的生长和应用提供参考。 展开更多

关键词 点籽晶法 磷酸二氘钾晶体 氘含量 透过率 摇摆曲线

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基于分子工程的方法设计首例具有Sr_(2)Be_(2)B_(2)O_(7)(SBBO)结构的深紫外氟碳酸盐双折射晶体AMgLi_(2)(CO_(3))_(2)F(A=K,Rb)

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作者 宋云霞 梁飞 +2 位作者 田皓天 吴燕 罗敏 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第2期105-109,共5页

分子结构设计是开发新化合物和通过原子尺度操纵优化晶体结构的一种引人注目的策略.在这个工作中,利用分子工程的思想,基于SBBO结构,成功设计并合成两个新型氟碳酸盐KMgLi_(2)(CO_(3))2F和RbMgLi_(2)(CO_(3))_(2)F.在两个结构中,a−b平... 分子结构设计是开发新化合物和通过原子尺度操纵优化晶体结构的一种引人注目的策略.在这个工作中,利用分子工程的思想,基于SBBO结构,成功设计并合成两个新型氟碳酸盐KMgLi_(2)(CO_(3))2F和RbMgLi_(2)(CO_(3))_(2)F.在两个结构中,a−b平面是由CO_(3)和LiO_(3)F阴离子基团组成的无限[Li_(3)C_(3)O_(6)F_(3)]_(∞)层,进一步相邻的层通过F原子连接形成一个独特的[Li_(6)C_(6)O_(12)F_(3)]_(∞)双层.这种结构特征对改善晶体的层状生长习性和消除晶体的多晶性有很大的帮助.光学测试表明,该系列晶体具有大的双折射和短的紫外截止边,是深紫外双折射晶体良好的候选材料. 展开更多

关键词 结构设计 深紫外 氟碳酸盐 双折射晶体

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