1 1.上海交通大学医学院附属同仁医院, 口腔科, 上海 200336
2 2.海军军医大学第一附属医院(长海医院), 口腔科, 上海 200433
盖髓剂对于保存牙髓和治疗龋病具有重要作用。临床常用的三种盖髓剂的治疗效果存在较大差异, 如何依据病情选择恰当的盖髓剂亟需相关对比研究予以指导。本研究旨在对临床常用的三种盖髓剂: 齿科氧化锌丁香酚水门汀(ZnO)、自固化氢氧化钙(Dycal)和光固化氢氧化钙间接盖髓剂(Calcimol)的形貌、成分以及理化性能进行表征, 并通过体外细菌和细胞培养实验对其抗菌性和生物相容性进行对比评价。实验结果表明, 齿科氧化锌丁香酚的疏水性能较强, 其有效成分ZnO可持续释放Zn离子, 呈现出优异的抗菌性能; Dycal和Calcimol具有相似的结构形貌和成分, 但Dycal相对疏水, 能持续释放Ca离子, 在周围形成碱性微环境, 从而赋予其抗菌性和较好的生物相容性; Calcimol为亲水材料, 便于临床操作, 钙离子释放量少, 抗菌性稍弱, 但生物相容性优异。本研究结果为临床上以龋病程度及牙髓健康状况为依据，选择合适的盖髓剂提供了实验基础。
盖髓剂 结构表征 抗菌性 生物相容性 pulp capping agent microstructure characterization antibacterial property biocompatibility
1 济南大学, 山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室, 济南 250022
2 山东华邦建设集团有限公司, 青州 262500
光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成, 提高光催化剂在水泥基体中的分散性, 赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明, 光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%, 对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%, 早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀, 同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制, 为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。
原位合成 光催化 水泥 微观结构表征 机械强度 in-situ synthesis photocatalysis BiOX BiOX cement microstructure characterization mechanical strength
昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明 650093
电子背散衍射(EBSD)花样揭示了材料的物相成分、晶体结构、晶粒取向、晶粒大小和晶界的信息。EBSD花样非常复杂，通常需要借助专门的计算软件才能解析。本文系统地研究了EBSD花样的数学特征，建立了任意晶体取向与EBSD花样之间的数理关系，推导了面心立方、体心立方和六方晶体的基本晶带轴的理论EBSD花样的数学特征，以及面心立方晶体的(001)<110>取向和(001)<100>取向的理论菊池(Kikuchi)花样特征。在实测EBSD花样的分析中与各晶系各点阵的基本晶带轴的理论EBSD花样特征比较，即通过图像特征对比，就可以直接确定实测EBSD花样所属的晶系、点阵和Kikuchi线交点对应的晶带轴［uvw］，再由基本晶带轴的坐标计算出晶体取向，还能提供基本晶面信息，如原子密排晶面在样品中的空间分布，这有利于晶体的变形或生长机理研究。EBSD为单晶芯片质量检验提供了新方法。
电子背散衍射 晶体结构 晶体取向 晶粒大小 结构表征 数学特征 菊池花样 晶带轴 electron backscattering diffraction crystal structure crystal orientation grain size structural characterization mathematical characteristic Kikuchi pattern zone axis
1 太原理工大学,新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024
2 中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220
3 山西烁科晶体有限公司,太原 030024
4 太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024
p型4H-SiC是制备高功率电力电子器件的理想衬底材料，但由于工艺技术的制约，国内尚无能力生产高质量、大尺寸、低电阻的p型4H-SiC单晶衬底。本文使用物理气相传输(PVT)法制备了直径为4英寸(1英寸=2.54 cm)Al掺杂的p型4H-SiC单晶衬底。通过KOH腐蚀表征样品位错密度，使用高分辨X射线衍射(HRXRD)表征其晶体质量，利用拉曼光谱扫描确定其晶型，采用非接触式电阻测试仪测试其电阻率。结果表明，衬底整体位错密度较低，结晶质量良好，晶型稳定且衬底全片电阻率小于0.5 Ω·cm。通过第一性原理平面波超软赝势方法对本征4H-SiC及Al元素掺杂后样品的体系进行能带结构、电子态密度的计算。结果表明Al掺杂后样品禁带宽度减小，费米能级穿过价带，体现出p型半导体的特征。研究结果为大规模生产高质量、低电阻的p型4H-SiC衬底提供思路。
p型4H-SiC 物理气相传输 单晶衬底 结构表征 Al掺杂 第一性原理 半导体 p-type 4H-SiC physical vapor transport single crystal substrate structure characterization Al doping first-principle semiconductor
1 1.中国科学院 高能物理研究所, 北京同步辐射实验室, 北京 100049
2 2.中国科学院大学 核科学与技术学院, 北京 100049
同步辐射是环形加速器中做循环运动的高速电子在经过弯转磁铁时, 沿电子轨道切线方向发射的电磁辐射。作为一类平台型科技基础设施, 同步辐射光源对无机材料的研究和发展起到了重要支撑作用。同步辐射实验技术已经成为现代科学技术不可或缺的研究手段, 无机材料研究是同步辐射技术的主要应用领域之一。相对于用于材料研究的常规光源来说, 同步辐射技术研究无机材料有以下优势: 1)获取的数据质量更高; 2)空间分辨和时间分辨的能力更强; 3)原位和材料服役环境更易模拟; 4)多尺度、多方面、多种类的结构信息同步获取; 5)探测新的结构特性更有可能。同步辐射实验技术有助于解决无机材料领域中的一些关键科学问题, 从而极大地推动了无机材料的研究进展。本文首先简要介绍了同步辐射光源的现状, 以及国内现有三个同步辐射装置: 北京同步辐射装置(Beijing Synchrotron Radiation Facility, BSRF)、上海同步辐射装置(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)和国家同步辐射实验室(National Synchrotron Radiation Laboratory, NSRL)。然后, 从X射线衍射、散射、谱学、成像等四个方面, 列举了同步辐射技术在无机材料研究中的应用实例。最后, 对同步辐射光源和结构表征技术及其在无机材料中的应用进行了总结与展望。
无机材料 同步辐射 光束线 结构表征 综述 inorganic materials synchrotron radiation beamline structure characterization review
1 1.华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室, 材料科学与工程学院, 武汉430074
2 2.威泰克(北京)科学技术有限公司, 北京100027
二次谐波作为非线性光学的重要分支, 逐渐成为表征晶体结构的重要手段之一。在众多表征方法中, 二次谐波因其无损检测、高稳定性、可调谐性、超快响应、偏振敏感性、通用性、操作简单等特点被广泛应用于二维材料结构表征, 为二维材料的物性研究和功能应用提供了重要信息, 大大推动了二维材料基础研究的快速发展。本文综述了近几年二次谐波在二维材料结构表征中的研究, 简述了二次谐波产生原理, 介绍了飞秒激光器接入共聚焦拉曼光谱仪产生二次谐波测试装置, 分别讨论了二次谐波在二维材料的层间堆垛层数、层间堆垛角度、单层二维材料晶界及晶体取向表征方面的应用。同时, 本文还介绍了采用二次谐波强度直接、灵敏地检测晶体中应变幅度以及通过二次谐波信号变化跟踪材料中的缺陷变化, 接着讨论了二次谐波与拉曼光谱、光致发光的多维度关联分析在材料全面深度表征方面的重要性。最后展望了二次谐波未来在材料结构表征中的潜在研究方向。
二次谐波 二维材料 非线性光学 结构表征 综述 second harmonic generation two dimensional materials nonlinear optics structural characterization review
1 国家纳米科学中心，中国科学院纳米科学卓越创新中心，纳米系统与多级次制造重点实验室，北京100190
2 中国科学院大学，北京100049
二维材料由于其出色的电子、光学和热学特性而成为近年来的研究热点。随着二维材料研究深入，迫切需要一种能对二维材料结构和性能进行准确表征的技术。拉曼光谱作为一种快速，方便且无损的表征技术，在低维材料结构表征方面具有独特的优势。本文主要综述拉曼光谱在二维材料微观结构表征中的研究进展。通过对二维材料典型拉曼特征峰分析,讨论了拉曼光谱在二维材料层数、堆叠方式、晶格取向、缺陷和结构相变等信息测定方面的应用和进展情况。
二维材料 拉曼光谱 结构表征 two-dimensional materials Raman spectroscopy structural characterization
1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
2 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室, 北京 100192
石墨烯具有优异的物理化学性质, 在MEMS器件、光电检测材料、柔性显示屏、新能源电池、复合材料等方面成为研究热点。目前大面积石墨烯制备主要依赖于化学气相沉积技术(chemical vapor deposition, CVD), 但其生长的晶体质量直接影响到电化学特性和实际应用, 因此需要一种快速而准确的表征方法。实验利用背向散射的偏振激光散射装置测量CVD生长的石墨烯拉曼光谱。通过分析实验获得的300 nm SiO2/Si基底上的单层、五层和十层左右的石墨烯角分辨偏振拉曼光谱, 发现单层生长的石墨烯偏振特性与机械剥离单晶石墨烯一致; 随着层数的增加, G峰偏振响应差异更加明显, 表现出明显的椭圆特性; 在不同石墨烯层数上的D峰也呈现出一定的偏振响应差异性。偏振拉曼测试结果表明目前CVD生长的缺陷和多晶特性与石墨烯层数呈现正相关特征。
石墨烯 偏振拉曼 结构表征 graphene polarized Raman structural characterization 红外与激光工程
2020, 49(2): 0205007
1 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室 浙江省海洋材料与防护技术重点实验室, 宁波 315201
2 酒泉职业技术学院 甘肃省太阳能发电系统工程重点实验室, 酒泉 735000
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
采用反应磁控溅射技术, 通过改变溅射靶电流实现了不同Ag掺杂含量0.7at%~41.4at%非晶碳膜(a-C:Ag)的可控制备, 并系统研究了Ag含量对薄膜组分、结构、机械特性的影响规律, 以及薄膜的电学特性。结果表明: 当Ag含量在0.7at%~1.2at%时, Ag原子固溶于非晶碳基质; 当Ag含量在13.0at%~41.4at%范围, 薄膜中出现尺寸约为6 nm的Ag纳米晶。随着Ag含量增加, 碳网络结构的sp 2团簇尺寸增大, 结构无序度降低。应力测试表明, 在低Ag含量范围, Ag原子固溶于碳膜网络结构中, 起到枢纽作用, 促进碳网络结构键长、键角畸变弛豫, 从而降低薄膜应力。随着Ag含量增加, 部分Ag原子将形成Ag纳米晶粒, 薄膜通过Ag纳米晶与非晶碳界面处的滑移以及扩散作用释放过高的畸变能降低应力。Ag含量为37.8at%时, 在11.6 K附近, 薄膜出现金属-半导体特性转变。而Ag含量为41.4at%的薄膜, 在2~400 K测试温度范围内, 均表现为半导体特性, 其中在164~400 K范围内, 薄膜表现出典型的热激活导电机制。
非晶碳 银掺杂 结构表征 机械特性 电学特性 amorphous carbon Ag doping structure characterization mechanical property electrical behavior
青岛大学环境科学与工程学院, 山东 青岛 266071
近年来, 随着农业集约化程度的不断提高, 农业面源污染与农田土壤修复已成为农业研究中的重要内容, 传统无机盐肥利用效率低下, “高效、 环境友好型”的螯合肥研究与应用受到广泛关注。 随着国际新形势下对土壤修复、 农业面源污染减控等方面的重视, 以及人们对高品质农产品需求的增加, 螯合肥能否对此起到积极的促进作用, 需要我们结合其稳定性、 结构表征进行综合分析, 从而为高端肥料市场的发展提供理论依据与数据支撑。 螯合物稳定常数指螯合肥产品中已络合部分的稳定程度, 我们可通过数学运算, 如生成函数、 来腾函数和福劳内乌斯函数等计算络（螯）合物的稳定常数。 虽然迄今尚未建立统一的螯合肥稳定常数（或螯合强度）的测定标准方法, 但国内外学者在这一领域做了大量的工作。 但目前大多数测定方法尚不成熟, 在稳定常数（或螯合强度）的定量参照数值的确定上也存在争议, 且分析测定的螯合肥的方法以氨基酸螯合肥居多, 对于非氨基酸螯合剂生成的螯合肥, 需要进行综合评判以寻求测定各类配位体螯合物的标准方法。 其次, 结构决定性质, 结构的表征有助于螯合肥的定性分析、 实验现象的机理分析以及检测方法的选择。 对于螯合物结构表征的方法, 首先考虑的是螯合物单晶体或是纯品, 但对于带有少量杂质的螯合物而言, 数据可靠的结构表征手段往往无法快速构建。 因此, 在综合国内外相关研究的基础上, 系统总结了螯合物稳定性测定与结构表征技术的研究, 重点探讨各种技术手段的优缺点, 提出螯合肥研究的发展方向, 以期为螯合肥的科学开发与有效利用提供理论基础。
肥料 稳定常数 螯合强度 结构表征 Chelated fertilizer Stability constant Chelate strength Structural characterization 光谱学与光谱分析
2019, 39(9): 2966
