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人工晶体学报
中材人工晶体研究院
人工晶体学报

中材人工晶体研究院

沈德忠

月刊

1000-985X

jtxbbjb@126.com

010-65491290；65492963

100018

北京朝阳区红松园1号中材人工晶体研究院，北京733信箱

人工晶体学报/Journal Journal of Synthetic CrystalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊报道我国在半导体材料、光电子材料、纳米材料、薄膜材料和超硬材料等领域在理论研究、生长技术、性能、品质鉴定、原料制备，以及应用技术和加工等方面的科研成果，同时介绍国内外晶体材料的发展动态与学术交流活动。学报是我国从事人工晶体研究人员与国外同行交流的一个重要窗口。
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    基于斯卡那维模型的离子晶体介电性能的研究

    罗昊成鹏飞党子妍耿可佳...
    991-998页
    查看更多>>摘要：本文采用玻恩圆周轨道极化模型、双原子分子离子位移极化模型,分别计算了 NaCl晶体中各离子的电子位移极化率和离子位移极化率.进一步采用点偶极子近似和双原子分子平均场近似,考虑在极化离子所产生的附加电场的作用下,基于斯卡那维模型计算出包含不同离子数目的NaCl晶体的有效电场结构系数,得到了与实测值更为接近的介电常数,与将晶体内部的有效电场视为外施宏观平均电场的Born理论计算值进行对比,误差值从11.4％降至4.3％.研究结果提供了通过斯卡那维模型精确计算离子晶体介电性能的新思路.

    NaCl晶体电子位移极化率离子位移极化率有效电场结构系数介电常数斯卡那维模型

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    碱金属钼酸盐结构与性能关系的第一性原理研究

    张博王云杰齐亚杰丁家福...
    999-1007页
    查看更多>>摘要：基于第一性原理比较研究Li2MoO4、Na2MoO4、K2MoO4和Rb2MoO4四种晶体的晶体结构、电子结构、原子布居、电荷密度分布和双折射率.研究结果表明四种晶体的带隙为直接带隙,禁带宽度相差不大,均在4.3 eV附近.随着碱金属原子半径增加,其电子轨道对能带的贡献会向高能侧靠近.键布居数和电子密度分布情况表明,Mo与O之间形成共价键,碱金属原子与O形成离子键.四种晶体中双折射率最高者为Rb2MoO4,其在1 064 nm处的双折射率为0.022 5.晶体折射率数据表明碱金属原子半径与双折射率正相关.本文研究可为钼酸盐在非线性光学晶体方面的应用提供一定的参考.

    碱金属钼酸盐光学性质双折射率能带结构第一性原理密度泛函理论

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    双频圆极化器

    黄楷焱李阳李翔宇姚夏元...
    1008-1015页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种新型的双频圆极化器,可以在22.1～24.2和30.1～33.2 GHz将入射电磁波分别转化为左旋圆极化波和右旋圆极化波.这两个通道正好覆盖了大气遥感中(23.8±0.2)和(31.4±0.1)GHz的两个观测通道,且此圆极化器在遥感观测通道内的插入损耗小于1 dB,轴比优于1.26,完全满足现有大气遥感在(23.8±0.2)和(31.4±0.1)GHz两个通带中的探测要求.该圆极化器使用了电路谐振的理论构建通带,以等效电路的方式进行初步分析,使用电磁仿真软件进行优化,最终完成了设计.

    圆极化器双频等效电路谐振理论插入损耗

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    Sm3+掺杂Na5Y(MoO4)4-y(WO4)y高热稳定性荧光粉的制备及发光性能研究

    胡正开杨伟斌熊飞兵郭益升...
    1016-1025页
    查看更多>>摘要：本文采用高温固相法合成了一系列Na5Y1-x(MoO4)4-y(WO4)y∶xSm3+(x=0～0.10,y=0～4)橙红色荧光粉.通过粉末衍射、透射电镜、常温/变温荧光发射谱、荧光激发谱、荧光动态衰减曲线和CIE色度坐标等光谱手段对荧光粉样品的光谱性能进行了研究.粉末衍射结果表明,合成的样品相位与Na5Y(MoO4)4的标准相一致,Sm3+掺杂与引入(WO4)2-均未改变材料的相结构.在波长为406 nm光源的激发下,Na5Y0.92(MoO4)3WO4∶0.08Sm3+荧光粉在643 nm附近橙红色荧光发射强度最高,继续增加Sm3+的掺杂浓度,存在荧光猝灭现象,浓度猝灭的主要原因归为电偶极-电偶极相互作用.研究发现,Na5Y(MoO4)4基质中掺杂Sm3+会引起电负性改变和晶格畸变,在Na5Y1-x(MoO4)4∶xSm3+中引入(WO4)2-阴离子基团,可以弥补因掺杂Sm3+出现的缺陷,改善Na5Y(MoO4)4∶xSm3+荧光粉的发光性能.在300～440 K,样品具有优异的热稳定性,荧光发射强度均超过室温时的96％;其CIE色度坐标均位于橙红光区域.以上结果表明新型Na5Y1-x(MoO4)4-y(WO4)y∶xSm3+橙红色荧光粉在WLED应用上有潜在价值.

    Na5Y(MoO4)4荧光粉Sm3+掺杂高温固相法荧光发射强度热稳定性白光LED

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    一例吡嗪基联吡啶镍配合物的合成、晶体结构及性质研究

    周云龙宋娟吴苗任传清...
    1026-1033页
    查看更多>>摘要：本文以多氮类化合物2,6-双(2-吡嗪基)-3,4'-联吡啶(dpyb)和Ni(NO3)3·6H2O为原料,采用溶剂热合成法得到了一例新的镍配合物[Ni(dpyb)2](NO3)2·(H2O)3,通过X射线单晶衍射、红外和拉曼光谱对配合物的结构进行了表征.结果表明,此配合物为单核结构,单核单元通过分子间氢键的连接作用形成双核结构.通过Crystal Explorer 21程序对该配合物进行了 Hirshfeld表面分析,结果表明配合物中存在较强的氢键作用.采用Gaussian 09W和Gauss View 5.0软件,运用B3LYP/6-311G(d,p)法计算了配体和配合物的前线分子轨道及能带间隙,计算结果证明此配合物具有较高的稳定性.此外还对自由配体及配合物[Ni(dpyb)2](NO3)2·(H2O)3的荧光性质进行了研究,研究结果发现,自由配体和金属Ni(Ⅱ)离子的配位,导致配合物的荧光强度减弱.

    多氮类化合物溶剂热法镍配合物晶体结构表面分析前线分子轨道

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    纳米Ag修饰S掺杂g-C3N4的制备及其光催化抗菌性能

    祁君李嘉乐胡珊于小凤...
    1034-1041页
    查看更多>>摘要：光催化灭活是公认的控制病原微生物最具前景手段之一.本文以尿素和硫代巴比妥酸为起始原料,通过热聚合反应制备S掺杂g-C3N4(SCN),随后采用光还原法将Ag纳米粒负载于SCN表面获得新颖的可见光响应型Ag/SCN抗菌材料.对所制备纳米材料进行XRD、SEM、TEM、XPS及UV-Vis DRS表征,并深入探讨其在可见光下灭活大肠杆菌(E.coli)的性能和机制.结果表明,Ag纳米粒均匀且牢固地负载在SCN表面,纳米材料表现出显著增强的可见光响应能力.当负载量为6％时,Ag/SCN-6呈现出最佳的光催化灭菌活性,60 min内能够将6.2 lg CFU·mL-1的E.coli全部灭活.自由基捕获实验结果表明,超氧自由基(·O2-)是灭活过程中最主要活性物种,它协同光生空穴(h+)和羟基自由基(·OH)主导了光催化抗菌的进程.

    g-C3N4S掺杂纳米Ag修饰光催化灭活机理

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    氧化亚铜改性四针状氧化锌晶须表面及其光催化性能研究

    刘红刘花蓉范希梅
    1042-1050页
    查看更多>>摘要：本文采用简便的液相还原法以乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备了 Cu2O/T-ZnOw复合半导体催化剂样品,对样品的物相、微观形貌、禁带宽度、光致发光性能、光催化性能,以及可回收利用性能进行了详细研究.结果表明:随着PVP添加量的增加,四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)表面沉积的Cu2O由立方体形逐渐向球形转变;T-ZnOw表面沉积Cu2O后可使半导体催化剂的禁带宽度(Eg)变窄,且能有效减少光生电子和空穴对的复合,使其光催化活性得到明显改善,紫外光照100 min时复合半导体催化剂对甲基橙(MO)溶液的降解率均提高到90％以上;复合催化剂中Cu2O形貌不同其光催化活性有所差异,同等条件下,立方体形Cu2O/T-ZnOw复合催化剂比球形Cu2O/T-ZnOw表现出更好的光催化活性;同时复合催化剂样品展现出良好的可回收利用性能,经过六个周期的回收循环光催化降解试验后,样品对MO溶液的降解率仍能保持在80％以上.

    Cu2O/T-ZnOw表面沉积PVP甲基橙光催化性能降解率可回收利用性能

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    基于密度泛函理论的NaTaO3的结构设计及光催化抗菌性能研究

    汪涛张于浩殷海荣
    1051-1060页
    查看更多>>摘要：NaTaO3光催化剂因高的化学稳定性和热稳定性,以及环境友好性可以满足不同领域的需求.通过离子掺杂可以调节NaTaO3的电子结构和性能,本文基于密度泛函理论研究了钙钛矿型Na0.75B0.25TaO3(B=Cr,Mn,Fe,Cu,Zn)的电子结构和光学性质,分析了不同过渡金属掺杂对NaTaO3的能带结构和电子态密度的影响.研究发现Cr、Mn、Fe和Zn掺杂使NaTaO3呈现金属性质,Na0.75Cu0.25TaO3则呈现半导体性质并且禁带宽度缩小到1.35 eV.掺杂Cu后会引起新的能级(Cu 3d和Cu 4s)在禁带中出现,这些新的能级位于禁带的中心,会导致禁带向导带移动.此外,Cu掺杂体系的吸收光谱发生了红移并且可将光吸收波长扩展到800 nm.接着,探索了 NaTaO3和Na0.75Cu0.25TaO3 的光催化抗菌性能,结果表明Cu离子调控后的光催化剂对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的杀菌效率为99.99％,并对杀菌机理进行了分析.

    NaTaO3密度泛函理论过渡金属掺杂电子结构光学性质光催化抗菌

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    基于水热合成法制备的MoO3-x纳米槽SERS基底的特性研究

    舒敏梁俊辉陈达陈招...
    1061-1068页
    查看更多>>摘要：表面增强拉曼散射(SERS)技术可以快速检测微量分子,在医药材料分析、有害物残留、食品安全等领域受到广泛关注.而SERS对被检测物质的响应极限则取决于基底性能,并直接影响最终检测效果.本文着眼于增加基底的比表面积及其与被检测物之间的光诱导电荷转移能力,通过简单的水热合成法成功制备出具有氧空位缺陷的MoO3-x纳米槽.结合X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段,对MoO3-x纳米槽的电子结构、光学性质和表面化学环境进行了分析.使用MoO3-x纳米槽作为SERS基底,对罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和玫瑰红B(RhB)三种有机染料分子进行了检测,实验结果显示,其对R6G的检测极限可以达到10-10mol/L,与同类型的半导体基底相比,它具有更好的拉曼增强活性.

    MoO3-x纳米槽表面增强拉曼散射微量分子检测氧空位缺陷光诱导电荷转移R6G

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    电化学沉积法制备ZnO厚膜工艺研究

    李岗归黄丹阳赵小龙蔡亚辉...
    1069-1077页
    查看更多>>摘要：X射线具有较高的光子能量,这使得其在ZnO材料中具有大的穿透深度,因此为了更有效地探测X射线,需要制备出微米甚至百微米厚度的ZnO膜.本文采用电化学沉积法快速制备14.85μm厚的ZnO膜.实验结果表明,沉积电势和电极材料会显著影响ZnO膜的沉积速率与表面形貌.随着沉积电势的升高,ZnO形貌由六角柱状结构变为片状结构,当电势过大时会有大量氢气生成,导致薄膜孔洞增加而无法成膜.使用金属Pt为阳极电极时,溶液会逐渐酸化,导致ZnO在沉积的同时也会溶解,当二者速率相一致时,ZnO膜厚便不再增加,因此不适合生长ZnO厚膜.而使用金属Zn为阳极电极时,溶液的pH值基本保持不变,更适合生长ZnO厚膜.使用金属Zn作为阳极电极,沉积电势为0.65 V,电解液浓度为0.4mol/L时,实现了 1 h生长14.85 µm的ZnO厚膜.在5 V偏压下,基于ZnO厚膜的探测器对加速电压为40 kV的X射线的响应度可达66.8 μC·Gy-1·cm-2.

    ZnO厚膜电化学沉积法X射线探测器沉积电势Zn电极沉积速率

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