Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料，在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法，Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法，研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化，采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明：表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高；羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反，200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近；羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小，金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。
Ⅳ类石英玻璃 光学均匀性 径向变化 相关性分析 羟基 氧缺陷 硅氧键键角 type Ⅳ silica glass optical homogeneity radial variation correlation analysis hydroxyl oxygen vacancy silicon-oxygen bond angle
1 安徽工程大学, 安徽芜湖 241000
2 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心, 安徽合肥 230031
利用酸辅助一锅法合成了形貌均一的三氧化钨方形纳米片。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外漫反射吸收光谱(UV-DRS)对材料的形貌结构和均一性进行表征。由X射线光电子能谱分析(XPS)与X射线衍射(XRD)对材料中的元素和价态表征可知, 成功制备了三氧化钨纳米片, 并发现其表面具有一定的氧缺陷。将该材料作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)基底, 对不同浓度结晶紫(CV)进行了检测, 并经统计计算得到了917 cm-1处特征峰的相对标准偏差(RSD)值为16.13 %, 表明该基底具有较高的重复性。
三氧化钨 表面增强拉曼散射 基底 氧缺陷 Tungsten trioxide Surface-enhanced Raman scattering Substrate Oxygen defects
1 河南大学物理与电子学院光学与光电子技术研究所, 开封 475004
2 洛阳师范学院 物理与信息学院, 洛阳 471022
本文用熔融盐法合成固体粉末LiCoO2。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)和拉曼光谱对其进行了表征。结果显示制得的样品是纳米尺寸的层状结构LiCoO2, 尺寸分布比较均匀。在充放电过程中LiCoO2的结构发生了变化。锂离子脱出和插入LiCoO2的晶格中导致结构缺陷, 使其拉曼峰位发生了有规律的变化: Eg模对应的拉曼峰位随着充放电电压的升高而蓝移; A1g模对应的拉曼峰位随着充放电电压的升高而红移。
拉曼光谱 层状结构 氧缺陷 LiCoO2 LiCoO2 Raman spectra layer structure oxygen deficiency
南京信息工程大学数理学院, 江苏 南京 210044
利用Janis CCS-350制冷机(最低可达10 K)提供低温环境, 从室温到200 K, 利用真空泵持续抽取真空, 使氧缺陷YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导体中的氧重新分布。实验表明, 在缺氧环境下, 样品氧缺陷现象加剧, 超导临界温度降低, 直至到正常态, 利用原位光辐照氧缺陷YBCO样品产生持续光电导效应或光诱导超导电性效应, 可以部分地抵消氧缺陷对超导电性所引起的破坏, 而对YBCO,x<0.1时, 其转变温度Tc高于90 K的样品, 在缺氧环境下, 样品氧缺陷现象变化和光辐照效应不明显。讨论了YBCO超导体在能隙比一般半导体光电材料至少要窄约二个数量级, 又具有较高的光学吸收系数的情况下, 光子作用下高温超导体内各种元激发之间的相互作用过程, 对实际应用YBCO超导体光学性能, 理解机制设计仪器有现实意义。
材料 超导体 氧缺陷 光辐照 临界温度
1 四川师范大学化学系,成都,610066
2 电子科技大学微电子与固体电子学院,成都,610054
在广义梯度近似(GGA)下,利用超软赝势对真空条件下SrTiO3超晶胞的体系能量、原子间电子云重叠布局数和电子态密度等进行了自恰计算.结果显示,对有氧缺陷的超晶胞优化后,晶格参数的几何平均住增大了2.711%,这表明在高温条件下外延生长STO薄膜时,产生了氧缺陷,并且氧空位易处于薄膜表层;另外,表层氧缺陷健表层Ti原子明显的发生偏心位移,两个Ti原子的核间距由0.3905nm增大至0.4234 nm,b轴上的氧原子则向中心靠近了0.0108 nm、并沿‘轴方向上突了0.0027 nm,使SIO晶体产生自发极化,氧缺陷还使STO的电子态密度的能隙增宽了1.75 eV,达到2.48 eV,从而使STD晶体由顺电相转向铁电相.
薄膜物理学 氧缺陷 第一性原理 态密度 外延生长 原子与分子物理学报
2007, 24(4): 875
1 华中科技大学光电子科学与工程学院, 武汉 430074
2 西北工业大学理学院, 西安 710072
采用波长均为532 nm的连续激光和脉冲激光研究了缺氧La0.6Ca0.4MnO3-δ(LCMO)薄膜的光响应特性。分析了在金属态和绝缘态时,缺氧对LCMO薄膜光响应的不同影响。在脉冲宽度7 ns、峰值功率750 mW的脉冲激光作用下,缺氧LCMO薄膜在室温下呈现出明显的光响应信号,其光电导增大36.4%,上升时间约30 ns。由于光子能量大于LCMO的禁带宽度,光子注入在薄膜中产生了电子空穴对,而电子很容易被氧空位俘获,从而在薄膜中产生大量额外的空穴载流子,大量的空穴载流子可能诱发局域绝缘金属相变,从而在薄膜中产生明显的光电导效应。实验显示出缺氧钙钛矿薄膜在光电器件上的巨大应用潜力。
薄膜 钙钛矿薄膜 光响应 氧缺陷 庞磁电阻
1 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 10008 China
2 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics,Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 10008, China
我们用显微拉曼、卢瑟福背散射谱、X射线散射和非对称摇摆等实验手段研究了在10-2到10-5帕氧气压下用激光分子束外延技术生长的BaTiO3-x薄膜的结构动力学特性.测量结果表明生长氧压越低,晶格常数c和c/a越大,晶格常数a稍微减小,晶胞体积变大.随着生长氧压的减小,薄膜中氧含量减小.在3.0×10-5帕氧气压下生长的薄膜中氧缺陷可达0.48,但是样品的四方相结构可以很好的维持.显微拉曼研究进一步确定了样品都是四方相结构.另外,在BaTiO2.52薄膜的拉曼光谱中发现高频段有两个新峰,其可能是由于氧缺陷导致的二级拉曼散射引起的.随着生长氧压的减小,拉曼峰向低频移动,表明薄膜中的应力减小.同时,拉曼峰变宽,这可能是由于氧缺陷导致的结构畸变引起的.由于在薄膜中存在二维张应力,BaTiO3单晶样品中的结构相变特征在我们的样品中从78到550K的温度范围内不存在.
BaTiO3-x薄膜 显微拉曼散?? 氧缺陷 结构相变 BaTiO3-x thin films Raman scattering oxygen deficiency structural phase transition
