Song Li-Xin

Magnetic properties of Mn-doped ZnO diluted magnetic semiconductors

A series of Mn-doped ZnO films have been prepared in different sputtering plasmas by using the inductively coupled plasma enhanced physical vapour deposition. The films show paramagnetic behaviour when they are deposited in an argon plasma. The Hall measurement indicates that ferromagnetism cannot be realized by increasing the electron concentration. However, the room-temperature ferromagnetism is obtained when the films are deposited in a mixed argon-nitrogen plasma. The first-principles calculations reveal that antiferromagnetic ordering is favoured in the case of the substitution of Mn2+ for Zn2+ without additional acceptor doping. The substitution of N for O (NO−) is necessary to induce ferromagnetic couplings in the Zn-Mn-O system. The hybridization between N 2p and Mn 3d provides an empty orbit around the Fermi level. The hopping of Mn 3d electrons through the empty orbit can induce the ferromagnetic coupling. The ferromagnetism in the N-doped Zn-Mn-O system possibly originates from the charge transfer between Mn2+ and Mn3+ via NO−. The key factor is the empty orbit provided by substituting N for O, rather than the conductivity type or the carrier concentration.

氟化镁基底上HfO 2 中间层对Al 2 O 3 薄膜微观组织和力学性能的影响

采用电子束蒸镀技术在氟化镁基底上制备了单层Al 2 O 3 薄膜和含有HfO 2 中间层的HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜。在空气中对所制备的薄膜进行1 h 600℃的退火处理。通过掠入角X射线衍射仪(GIXRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、纳米压痕和划痕法对薄膜的微观结构、红外透过率和力学性能进行了表征。结果表明: 退火处理后HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜中形成了一层树枝状的新层, 这种新层的硬度大于17.5 GPa。这种高硬度的新层能够保护氟化镁基底不被划伤。从GIXRD图谱中只能找到单斜相HfO 2 的衍射峰, 而Al 2 O 3 薄膜仍然保持非晶态。从这些结果中可以推断出HfO 2 从非晶态向单斜相的转变促进了这种树枝状新层的产生, 也正是这种新层提高了保护薄膜的力学性能。采用电子束蒸镀技术在氟化镁基底上制备了单层Al 2 O 3 薄膜和含有HfO 2 中间层的HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜。在空气中对所制备的薄膜进行1 h 600℃的退火处理。通过掠入角X射线衍射仪(GIXRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、纳米压痕和划痕法对薄膜的微观结构、红外透过率和力学性能进行了表征。结果表明: 退火处理后HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜中形成了一层树枝状的新层, 这种新层的硬度大于17.5 GPa。这种高硬度的新层能够保护氟化镁基底不被划伤。从GIXRD图谱中只能找到单斜相HfO 2 的衍射峰, 而Al 2 O 3 薄膜仍然保持非晶态。从这些结果中可以推断出HfO 2 从非晶态向单斜相的转变促进了这种树枝状新层的产生, 也正是这种新层提高了保护薄膜的力学性能。

Effects of HfO

采用电子束蒸镀技术在氟化镁基底上制备了单层Al 2 O 3 薄膜和含有HfO 2 中间层的HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜。在空气中对所制备的薄膜进行1 h 600℃的退火处理。通过掠入角X射线衍射仪(GIXRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、纳米压痕和划痕法对薄膜的微观结构、红外透过率和力学性能进行了表征。结果表明: 退火处理后HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜中形成了一层树枝状的新层, 这种新层的硬度大于17.5 GPa。这种高硬度的新层能够保护氟化镁基底不被划伤。从GIXRD图谱中只能找到单斜相HfO 2 的衍射峰, 而Al 2 O 3 薄膜仍然保持非晶态。从这些结果中可以推断出HfO 2 从非晶态向单斜相的转变促进了这种树枝状新层的产生, 也正是这种新层提高了保护薄膜的力学性能。采用电子束蒸镀技术在氟化镁基底上制备了单层Al 2 O 3 薄膜和含有HfO 2 中间层的HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜。在空气中对所制备的薄膜进行1 h 600℃的退火处理。通过掠入角X射线衍射仪(GIXRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、纳米压痕和划痕法对薄膜的微观结构、红外透过率和力学性能进行了表征。结果表明: 退火处理后HfO 2 /Al 2 O 3 双层薄膜中形成了一层树枝状的新层, 这种新层的硬度大于17.5 GPa。这种高硬度的新层能够保护氟化镁基底不被划伤。从GIXRD图谱中只能找到单斜相HfO 2 的衍射峰, 而Al 2 O 3 薄膜仍然保持非晶态。从这些结果中可以推断出HfO 2 从非晶态向单斜相的转变促进了这种树枝状新层的产生, 也正是这种新层提高了保护薄膜的力学性能。

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采用多层自组装技术在Al 2 O 3 微滤膜表面制备TiO 2 纳米涂层, 并利用1H,1H,2H,2H-全氟辛基乙基三乙氧基硅烷(PFDS)对其表面进行氟化处理, 获得超疏水改性膜。通过X射线衍射仪, 傅立叶变换红外光谱仪, 原子力显微镜, 水接触角测试仪和扫描电子显微镜对改性膜进行表征。分析了TiO 2 纳米涂层的晶型结构, 探讨了TiO 2 沉积时间与改性膜表面粗糙度和疏水性之间的关系, 研究了PFDS改性次数对膜表面形貌和疏水性能的影响规律。结果表明: 在600℃退火1 h后, 获得锐钛矿结构的TiO 2 纳米涂层。随TiO 2 沉积时间的延长, 膜表面粗糙度增大, 水滴在膜表面的接触由Wenzel状态转变为Cassie状态; 当TiO 2 沉积时间为50?min, PFDS改性3次时, 获得理想的微纳米二级超疏水表面形貌, 水接触角达到174.5°。

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以氧氯化锆(ZrOCl 2 ·8H 2 O)为锆源, 钛酸丁酯(Ti(OBu) 4 )为钛源, 聚偏氟乙烯(PVDF)为有机添加剂, 采用溶胶–凝胶法在K9玻璃基片上制备PVDF/TiO 2 -ZrO 2 光学膜, 提高了ZrO 2 -TiO 2 光学膜的综合性能。然后采用SEM、FT-IR、接触角以及紫外/可见/近红外透射光谱等手段对PVDF/TiO 2 -ZrO 2 光学膜的组成、光学性能和抗激光损伤阈值进行了研究。SEM测试表明, 在K9玻璃基片上制备了光学膜。PVDF的添加导致水与薄膜的接触角增大。ZrO 2 -TiO 2 光学膜的光学带隙随ZrO 2 含量的增加而略微增大, PVDF/ZrO 2 (50mol%)-TiO 2 薄膜的光学带隙随PVDF质量分数的增加而增大。另外, ZrO 2 -TiO 2 光学膜的折射率随ZrO 2 摩尔分数的减小而增大, PVDF/ZrO 2 (50mol%)-TiO2膜的折射率随PVDF质量分数的增加而增大。以氧氯化锆(ZrOCl 2 ·8H 2 O)为锆源, 钛酸丁酯(Ti(OBu) 4 )为钛源, 聚偏氟乙烯(PVDF)为有机添加剂, 采用溶胶—凝胶法在K9玻璃基片上制备PVDF/TiO 2 -ZrO 2 光学膜, 并提高了ZrO 2 -TiO 2 光学膜的综合性能。然后采用SEM、FT-IR、接触角以及紫外/可见/近红外透射光谱等手段对PVDF/TiO 2 -ZrO 2 光学膜的组成、光学性能和抗激光损伤阈值进行了研究。SEM测试表明, 我们在K9玻璃基片上成功地制备出了光学膜。PVDF的添加导致水与薄膜接触角的增大。ZrO 2 -TiO 2 光学膜的光学带隙随着ZrO 2 含量的增加而略微增大, PVDF/ZrO 2 (50mol%)-TiO 2 薄膜的光学带隙随着PVDF质量分数的增加而增大。另外, ZrO 2 -TiO 2 光学膜的折射率随着ZrO2摩尔分数的减小而增大, PVDF/ZrO 2 (50mol%)-TiO 2 膜的折射率随着PVDF质量分数的增加而增大。因此, PVDF/ZrO 2 -TiO 2 光学膜在激光系统中有着广泛的应用前景。

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CsBr: (Eu 2+ , KOH) powders were prepared by solid-state reaction. The photo luminescence (PL) spectra, photostimulated luminescence (PSL) spectra, Raman spectra and PSL lifetime spectra were systematically investi- gated, and the influence of KOH-adding on photostimulated luminescence and radiation hardness properties were discussed. The results reveal that the probability of radiationless transition increase due to hydroxyl ion (OH - ), with采用高温固相烧结法制备了KOH 掺杂的CsBr: (Eu 2+ , KOH)粉体, 通过对材料体系荧光光谱、光激励发光谱、拉曼光谱和光激励发光衰减时间等的系统研究, 深入分析了KOH对CsBr:Eu 2+ 粉体光激励发光性能和抗辐照性能的影响。研究结果表明, 掺杂引入的OH-离子增加了无辐射跃迁的几率, 随着KOH浓度的增大, CsBr:(Eu 2+ , KOH)粉体的光激励发光衰减时间逐渐缩短。同时, 由于K + 和OH-离子的共同作用, 使材料中Eu离子周围空位浓度减少, 避免了因Eu 2+ 聚集而导致的浓度淬灭, 使CsBr:(Eu 2+ ,KOH)粉体的抗辐照性能增强。