纳米非晶氮化硅键态结构的X射线径向分布函数研究
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基于XRD的径向分布函数法研究碳纤维制备过程中的结构演变林雪;王成国;于美杰;徐勇;林治涛;张姗【摘要】The structural evolution of PAN carbon fiber during preparation process was studied by using the X-ray Diffraction and radial distribution function. The results show that the graphite-like structure exists in the PAN fiber, which is the important basis of graphite microcrystalline structure. The nearest neighbor distance of PAN is 0. 688 nm. The third neighboring distances of all carbon fibers are greater than that of graphite, indicating that planar six-member rings of graphene sheet are not formed between 500℃ and 1250℃ . The structure of fibers transforms from long-range order to long-range disorder, and then from short-range order to long-range order during the whole preparation process of carbon fiber.%采用X 射线和径向分布函数研究分析了聚丙烯腈( PAN)基碳纤维制备过程中的结构演变.结果表明,PAN原丝中存在着与石墨类似的结构,该结构是石墨微晶结构形成的重要基础;PAN大分子链最近邻链间间距为0.688nm;碳化温度在500 ~1250℃范围内的碳化纤维中的第三近邻距离均大于石墨晶体的第三近邻距离,表明碳纤维中没有形成平面构型的六元环石墨烯层片;在整个碳纤维的制备过程中,纤维结构经历了长程有序-长程无序、短程有序-长程有序的演变.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】6页(P72-77)【关键词】碳纤维;聚丙烯腈;X射线衍射(XRD);径向分布函数;结构【作者】林雪;王成国;于美杰;徐勇;林治涛;张姗【作者单位】山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061;山东大学山东省碳纤维工程技术研究中心,济南250061;山东大学山东省碳纤维工程技术研究中心,济南250061;山东大学山东省碳纤维工程技术研究中心,济南250061;山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101;山东大学山东省碳纤维工程技术研究中心,济南250061;山东大学山东省碳纤维工程技术研究中心,济南250061【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.31聚丙烯腈(PAN)基碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐热、耐化学腐蚀等优异性能,在航空航天、石油化工、交通运输、体育休闲以及国防军事等领域应用广泛[1,2]。
㊀第53卷第1期郑州大学学报(理学版)Vol.53No.1㊀2021年3月J.Zhengzhou Univ.(Nat.Sci.Ed.)Mar.2021收稿日期:2020-05-20基金项目:河南省重点研发与推广专项科技攻关项目(182102210516);河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目(2017GGJS116)㊂作者简介:陈永生(1976 ),男,副教授,主要从事钙钛矿材料和太阳电池研究,E-mail:chysh2003@㊂CsSnI 3稳定性的第一性原理研究陈永生1,㊀李文标1,㊀刘㊀萍2,㊀杨仕娥1(1.郑州大学物理学院㊀河南郑州450001;2.中原工学院电子信息学院㊀河南郑州450007)摘要:采用基于密度泛函的第一性原理方法,比较了CsSnI 3四种不同结构(α㊁β㊁γ和Y 相)的本征稳定性,并进一步研究了H 2O 分子的插入对两个室温相(γ和Y 相)的影响㊂计算结果表明,在0K 下γ和Y 相具有相对较低的总能量;将一个H 2O 分子插入到γ和Y 相超胞中的插入能分别为-0.52和1.10eV,表明γ相钙钛矿是亲水相,而非钙钛矿结构的Y 相是疏水相㊂差分电荷密度分析结果表明,由于H 2O 分子中的O 原子与Cs +之间的强耦合以及H 原子与I -之间的氢键作用使得γ相结构发生明显变形㊂关键词:钙钛矿;稳定性;第一性原理中图分类号:O469㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1671-6841(2021)01-0102-05DOI :10.13705/j.issn.1671-6841.20201470㊀引言近年来,有机-无机杂化的钙钛矿材料如CH 3NH 3PbI 3等,成为低成本㊁高效率太阳电池制备中的明星材料[1],目前该类太阳电池的光电转换效率达到25.2%[2]㊂然而,由于材料组分中的Pb 具有毒性[3],且有机物质具有高吸湿性和高挥发性[4],一些研究者开始将目光转向无Pb 的无机钙钛矿材料[5]㊂其中用离子半径较大的Cs +替代有机离子,同时用Sn 替代同一主族的Pb 以得到CsSnI 3钙钛矿材料,成为该领域材料设计和制备中的理想选择㊂实验上,以CsSnI 3钙钛矿为光吸收层的薄膜太阳电池已获得了超过10%的光电转换效率[6]㊂研究发现,CsSnI 3材料有四种不同的晶体结构[7],其中三种呈黑色,分别为立方相(α相)㊁四方相(β相)和正交相(γ相)钙钛矿结构,三者之间的相变温度依次为426K 和351K㊂黑色的钙钛矿相具有良好的光电性能,如高的光吸收系数[8]和高的载流子迁移率[9],可用作太阳电池的光吸收层㊂另一种结构的CsSnI 3材料呈黄色,故称为黄相(Y 相)㊂在室温下,当黑色的CsSnI 3薄膜暴露在潮湿的空气中,会很快变为黄色[10],表明CsSnI 3薄膜发生了相变,相变后薄膜的光吸收性能显著下降,这将导致太阳电池器件的性能下降,寿命减少㊂在理论研究方面,Yu 等[11]研究了CsSnI 3三种黑色相的相变温度,预言α相在任何温度都是不稳定的,仅作为一种中间相存在;Silva 等[12]利用准简谐近似研究了四种不同相CsSnI 3的晶格动力学,发现四方和立方结构的钙钛矿相中均出现了软声子膜;Huang 等[13]也报道了CsSnI 3中软声子膜与相变的关系㊂上述工作主要是基于晶体动力学研究了不同温度下各种CsSnI 3结构的稳定性,而有关环境气氛如H 2O 分子或O 2分子对CsSnI 3相变影响的研究则很少[14]㊂因此,本文采用基于密度泛函的第一性原理方法,分别对0K 下α㊁β㊁γ和Y-CsSnI 3结构进行了优化,并计算了包含20个原子的超胞的总能量,以比较不同相的本征稳定性㊂为了进一步研究H 2O 分子对CsSnI 3结构稳定性的影响,分别计算了H 2O 分子在γ和Y 相中的插入能,以及H 2O 分子插入前后晶体结构的变化,并通过计算差分电荷密度分析了H 2O 分子与γ相之间的相互作用,从而可以部分地解释CsSnI 3钙钛矿相在潮湿环境下的不稳定性㊂1㊀模型与参数计算中采用的四种不同相CsSnI 3的晶体结构如图1所示,其中α㊁β和γ相中SnI 6八面体通过共顶点连㊀第1期陈永生,等:CsSnI 3稳定性的第一性原理研究(a)α相;(b)β相;(c)γ相;(d)Y 相㊂图1㊀CsSnI 3的四种晶体结构示意图Figure 1㊀Four crystal structure diagrams of CsSnI 3接形成三维钙钛矿结构,而Y 相中SnI 6八面体通过共边连接形成一维双链非钙钛矿结构㊂图1中四种不同相CsSnI 3的结构参数来自于文献[7,10]的X 射线衍射(XRD)数据㊂文中所有计算均是在基于密度泛函理论(DFT)的维也纳从头计算模拟软件包(Vienna ab-inito simulation package,VASP)[15]中进行的㊂电子间的交换关联能采用广义梯度近似(general gradient approximate,GGA )的PBE (Perdew-Burke-Ernzerhof)泛函[16-17],离子实与价电子间的相互作用采用投影缀加平面波(projector augmented wave,PAW)赝势[18]㊂价电子组态包括Cs 6s 1㊁Sn 5s 25p 2和I 5s 25p 5㊂布里渊区中k 点采用Monkhorst-Pack 网格[19],其中α相为8ˑ8ˑ8,β相为8ˑ8ˑ9,γ相为6ˑ5ˑ6,Y 相为4ˑ6ˑ3,平面波截断能为520eV㊂结构优化时系统能量收敛标准为1ˑ10-5eV,原子间相互作用力最大为0.1eV /nm㊂另外,在结构优化时还考虑了系统间范德华力的相互作用[20],采用以上参数获得了较好的收敛结果㊂2㊀结果与讨论2.1㊀CsSnI 3不同相的稳定性为了比较CsSnI 3不同相的本征稳定性,采用图1中的晶体结构分别构建计算单元,然后对体系进行结构优化,获得0K 下不同相的总能量㊂为了便于比较,需要对α和β相进行扩胞,使得每个计算单元均包含20个原子(即4个CsSnI 3分子)㊂理论上讲,一般体系总能量越低,相应的结构就越稳定㊂CsSnI 3不同相的总能量计算结果为:对称性最高的立方相(α相),在0K 下总能量(-56.18eV)也最高,表明其稳定性最差;其次是四方相(β相),总能量为-56.29eV;γ和Y 相的总能量几乎相同,分别为-56.36eV 和-56.35eV,且明显低于α和β相㊂上述结果与Silva 等[12]关于CsSnI 3不同相形成焓的计算结果是一致的㊂此外,XRD 实验[7]也发现,γ和Y-CsSnI 3可以在室温下共存,而α和β-CsSnI 3只能在更高的温度下存在,四个相的总能量数据能够很好地解释这一实验结果㊂CsSnI 3钙钛矿中高对称的α和β相的不稳定性可能是由于组分离子的尺寸不匹配造成的,ABX 3型三维钙钛矿的结构稳定性可以用容忍因子(τ)[21]来表征,τ=r A +r X 2(r B +r X ),(1)式中:r A ㊁r B 和r X 分别为钙钛矿组分中A㊁B 和X 的离子半径㊂大量研究和经验表明[22-23],结构稳定的ABX 3型钙钛矿的τ值一般为0.78~1.05㊂当τ值接近1.0时,易形成具有等轴晶系的Pm3m 结构;当τ值偏离1.0较多时,通常会形成其他低对称结构㊂CsSnI 3钙钛矿的τ值约为0.9,这表明尽管无机Cs +是尺寸较大的金属离子,但相对于Sn I 八面体间隙而言还是偏小㊂为了稳定Cs +,Sn I 八面体通常会发生旋转或倾斜,甚至Sn +也会偏离立方位置,导致立方钙钛矿结构的变形,进而形成低对称的钙钛矿或非钙钛矿结构㊂2.2㊀H 2O 分子对CsSnI 3稳定性的影响环境湿度是影响大多数钙钛矿材料及其太阳电池稳定性的重要因素之一[10,24]㊂在室温大气环境中,黑色的CsSnI 3薄膜会很快变成黄色,即发生了γ相到Y 相的转变[10]㊂为了进一步探讨H 2O 分子与γ和Y 相CsSnI 3之间的作用,将H 2O 分子分别插入到γ和Y-CsSnI 3晶体结构中,经过结构优化后,计算H 2O 分子插入前后体系的能量,进而计算H 2O 分子的插入能E int ,E int =E tot -E bulk -E water ,(2)式中:E int 是插入能;E water 是一个H 2O 分子的能量;E bulk 是H 2O 分子插入前体系的能量;E tot 是H 2O 分子插301郑州大学学报(理学版)第53卷入后体系的总能量㊂考虑到CsSnI 3材料中H 2O 分子的浓度不宜过大,插入能计算中γ相采用1ˑ1ˑ2超胞,Y 相采用1ˑ2ˑ1超胞㊂上述CsSnI 3超胞中均包含40个原子(即8个CsSnI 3分子),当将一个H 2O 分子插入到上述超胞时,体系中H 2O 与CsSnI 3的分子数之比为0.125㊂H 2O 分子插入前后体系的能量及插入能数据见表1㊂值得注意的是,H 2O 分子在γ相超胞中的插入能为-0.52eV,表明H 2O 分子进入γ相是一个放热过程,而在Y 相中的插入能为1.10eV,则为一个吸热过程㊂插入能的计算结果表明,γ-CsSnI 3是亲水相,而Y-CsSnI 3则是疏水相,这可能正是黑色的γ相CsSnI 3钙钛矿容易受环境湿度影响的重要原因㊂表1㊀H 2O 分子在γ和Y 相CsSnI 3中的插入能Table 1㊀Insertion energies of a water molecule in γand Y-CsSnI 3单位:eV 物相E tot E bulk E water E int γ-127.49-112.72-14.25-0.52Y -125.85-112.70-14.25 1.10㊀㊀图2给出了H 2O 分子插入前后γ和Y-CsSnI 3超胞的优化结构㊂对比图2(b)和(d)可以看出,插入到γ和Y 相中的H 2O 分子的位置和取向均不相同㊂在γ相中,H 2O 分子位于Cs +附近的八面体间隙中,且O 原子靠近Cs +,两个O H 键分别指向附近的两个I -;在Y 相中,H 2O 分子位于双链间隙中,O 原子靠近其中一个I -㊂对比图2(a)和(b)可以看出,H 2O 分子进入γ相后,H 2O 分子周围γ-CsSnI 3超胞的结构明显变形㊂水平方向上两个Sn I Sn 键角分别由158.6ʎ减小至156.6ʎ和151.7ʎ,竖直方向上两个Sn I Sn 键角分别由173.5ʎ减小至162.6ʎ和160.1ʎ㊂同时,这些Sn I 键都不同程度地被拉长,使得H 2O 分子所在的八面体间隙增大㊂而H 2O 分子进入Y 相前后,Y-CsSnI 3超胞中键角和键长的变化则相对较小,如图2(c)和(d)所示㊂(a)插入前γ相;(b)插入后γ相;(c)插入前Y 相;(d)插入后Y 相㊂图2㊀H 2O 分子插入前后CsSnI 3的优化结构Figure 2㊀The optimal structure of CsSnI 3before and after a water molecule insertion 为了分析H 2O 分子与γ-CsSnI 3之间的相互作用,计算了H 2O 分子插入前后γ-CsSnI 3超胞中的差分电荷密度,结果如图3所示㊂从图3可以看出,H 2O 分子附近的Cs +周围的电荷分布发生了明显变化,其中靠近O 原子的一侧失去电子,远离O 原子的一侧得到电子,从而发生极化㊂这是由于H 2O 分子中的O 原子从该Cs +中获得了部分电子,O 与Cs 之间较高的差分电荷密度证实了二者之间存在强的耦合作用㊂另外,在H 2O 分子中的两个H 原子与附近的两个I -之间的区域,电荷分布也有显著变化,表明极性的H 2O 分子与其附近八面体结构中的I -之间存在氢键作用㊂以上计算结果表明,当环境气氛中的H 2O 分子进入到γ-CsSnI 3钙钛矿晶格中后,由于H 2O 分子中的O 原子与Cs +之间的强耦合作用以及H 原子与I -之间的氢键作用,导致γ-CsSnI 3的晶格结构发生明显畸变,使得Cs +周围的八面体间隙增大㊂这种畸变的产生可能会使更多的H 2O 分子进入晶格中,并进一步加剧晶格401㊀第1期陈永生,等:CsSnI 3稳定性的第一性原理研究图3㊀H 2O 分子插入前后γ-CsSnI 3超胞中的差分电荷密度Figure 3㊀Differential charge density of γ-CsSnI 3supercell before and after a water molecule insertion 畸变,甚至导致部分Sn I 键的断裂,从而使CsSnI 3由三维的钙钛矿结构降解为低维的非钙钛矿结构㊂3㊀结论采用基于密度泛函的第一性原理方法,研究了不同结构CsSnI 3的本征稳定性以及H 2O 分子对其稳定性的影响㊂计算结果表明,在0K 下γ和Y 相CsSnI 3具有较低的总能量;将一个H 2O 分子插入到γ和Y 相超胞中的插入能分别为-0.52和1.10eV,说明γ相CsSnI 3钙钛矿具有亲水性;当H 2O 分子插入到γ-CsSnI 3钙钛矿晶格后,O 原子与Cs +之间的强耦合作用以及H 原子与I -之间的氢键作用,使得γ-CsSnI 3的晶格结构发生了明显的畸变,这可能是γ-CsSnI 3钙钛矿在潮湿环境中发生相变的重要原因㊂参考文献:[1]㊀ONO L K,QI Y B.Research progress on organic-inorganic halide perovskite materials and solar cells[J].Journal of physics D:applied physics,2018,51(9):093001.[2]㊀GREEN M A,DUNLOP E D,HOHL-EBINGER J,et al.Solar cell efficiency tables:version 55[J].Progress in photovoltaics:research and applications,2020,28(1):3-15.[3]㊀BABAYIGIT 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structures of CsSnI3(α,β,γand Y phase),and the effect of water mole-cule insertion on two room-temperature phases(γand Y phase)was further investigated.It was founded that the total energies of theγand the Y phase were relatively low at0K.The insertion energies of a wa-ter molecule in theγand Y phase supercells were-0.52and1.10eV respectively,indicating that theγphase perovskite was hydrophilic,while the Y phase of the non-perovskite structure was hydrophobic. Differential charge density analysis showed that obvious deformation of theγphase structure was caused by the strong coupling between O atom and Cs+and the hydrogen bond between H atom and I-.Key words:perovskite;stability;first-principle(责任编辑:孔㊀薇㊀王浩毅)。
(一)纳米材料的结构与形貌ZnO nanotube (一)纳米材料的结构与形貌1D ZnO nanostructures 热学性能电学性能磁学性能光学性能开热学性能开始烧结温度下降开始烧结温度下降TiO2微粒的烧结与尺寸关系纳米颗粒的晶化温度降低电阻特性介电特性压电效应电阻特性纳米金属与合金的电阻Gleiter等对纳米金属Cu,Pd,Fe块体的电阻与温度关系,电阻温度系数与颗粒尺寸的关系进行与常规材料相比,Pd纳米相固体z 随颗粒尺寸减小,电阻温度系Pd纳米固相的电阻温度系数与尺寸的关系例如,纳米银细粒径20nm18nm11nm纳米金属与合金的电阻电阻特性电阻特性介电特性是材料的基本物性•介电常数:•最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材料分析的一大热点常规材料的极化都与结构的有序相联系,而纳米材料在结构上与常规粗晶材料存在很大的差别.它的介电行为(介电常数、介电损耗)有自己的特点。
介电特性减小明显增大。
在低频范围内远高于体材料。
介电特性目前,对于不同粒径的纳米非晶氮化硅、纳米钛矿、金红石和纳米(个损耗峰.损耗峰的峰位随粒径增大移向高频。
7nm27nm 84nm 258nm介电特性压电效应压电效应纳米压电电子学(Nanopiezotronics)全新研究领域和学科,有机地把压电效应和半导体效应在纳米尺度结合起来高磁化率超顺磁性:当铁磁质的磁化达到饱和之后,如果将外磁场去掉,由于介质中的掺杂内应力阻碍磁畴恢复到原来的纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时通常呈现高的矫顽力右图为用惰性气体蒸发冷凝方法制备的Fe纳米微粒居里温度降低居里温度降低居里温度降低随粒径下降而减小,根据铁磁学,原子间距减小会随着粒径减小而对9nm Ni微粒:高磁化率巨磁电阻效应z 巨磁电阻效应巨磁电阻效应纳米材料磁学特性小结纳米材料光学特性宽频带强吸收粒子的反射率为1%,Au 纳米粒子的反射率小于10%。
纳米氮化硅对红外有一个宽频强吸收谱纳米氮化硅红外光谱Si3N4热压片的红外吸收谱Si-N 键伸缩震动宽频带强吸收吸收光谱的兰移现象吸收光谱的兰移现象激子吸收带吸收光谱的红移现象吸收光谱的红移现象:激子吸收带纳米颗粒发光现象上图曲线1和2分别为掺了粒径大于10 纳米和5纳米的CdSexS1-x的玻璃的光吸收谱,尺寸变小后出现明显的激子峰。
第四章纳米材料的物理化学性能纳米微粒的物理性能第一节热学性能※1.1. 纳米颗粒的熔点下降由于颗粒小,纳米颗粒的表面能高、比表面原子多,这些表面原子近邻配位不全,活性大以及体积远小于大块材料的纳米粒子熔化时所需要增加的内能小得多,这就使纳米微粒熔点急剧下降。
金的熔点:1064o C;2nm的金粒子的熔点为327o C。
银的熔点:960.5o C;银纳米粒子在低于100o C开始熔化。
铅的熔点:327.4o C;20nm球形铅粒子的熔点降低至39o C。
铜的熔点:1053o C;平均粒径为40nm的铜粒子,750o C。
※1.2. 开始烧结温度下降所谓烧结温度是指把粉末先用高压压制成形,然后在低于熔点的温度下使这些粉末结合成块,密度接近常规材料的最低加热温度。
纳米颗粒尺寸小,表面能高,压制成块材后的界面具有高能量,在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力,有利于界面中的孔洞收缩,空位团的湮灭,因此,在较低的温度下烧结就能达到致密化的目的,即烧结温度降低。
※1.3. NPs 晶化温度降低非晶纳米颗粒的晶化温度低于常规粉末,且纳米颗粒开始长大温度随粒径的减小而降低。
※熔点降低、烧结温度降低、晶化温度降低等热学性质的显著变化来源于纳米材料的表(界)面效应。
第二节电学性能2.1 纳米金属与合金的电阻特性1. 与常规材料相比,Pd纳米相固体的比电阻增大;2. 比电阻随粒径的减小而逐渐增加;3. 比电阻随温度的升高而上升4. 随粒子尺寸的减小,电阻温度系数逐渐下降。
电阻的温度变化规律与常规粗晶基本相似,差别在于温度系数强烈依赖于晶粒尺寸。
随着尺寸的不断减小,温度依赖关系发生根本性变化。
当粒径为11nm时,电阻随温度的升高而下降。
5. 当颗粒小于某一临界尺寸时(电子平均自由程),电阻的温度系数可能会由正变负,即随着温度的升高,电阻反而下降(与半导体性质类似).电子在晶体中传播由于散射使其运动受阻,而产生电阻。
※纳米材料的电阻来源可以分为两部分:颗粒组元(晶内):当晶粒大于电子平均自由程时主要来自晶内散射界面组元(晶界):晶粒尺寸与电子平均自由程相当时,主要来自界面电子散射•纳米材料中大量的晶界存在,几乎使大量电子运动局限在小颗粒范围。
苏州大学硕士学位论文SiO<,x>N<,y>和SiN<,x>薄膜的结构和光致发光性质研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:材料物理与化学指导教师:吴雪梅;诸葛兰剑20040501苎旦型—生墅坠型业塑旦墨塑塑堂墼墼查丝堕堑筮±皇塑些中文摘要硅氧氮薄膜(SiO、N,)是硅集成电路中重要的钝化膜和介质膜,并在超大规模集成电路中得到了越来越多的应用。
而氮化硅薄膜(siN。
)作为一种表面钝化和绝缘薄膜材料,其优异的物理和化学特性引起了广泛的关注。
所以探寻它们是否具有发光的可能性,从而成为合适的硅基发光材料是十分有意义的。
本论文尝试采用双离子束溅射方法,通过改变有关的工艺参数,制备了两种系列的薄膜:SiO。
Ny薄膜署11SiN。
薄膜,并且在N2气氛保护下适当对它们进行了不同温度的退火处理,然后进行光致发光(PL)谱的测试,通过XRD,XPS,FTIR等测试手段分析了薄膜的结构和表面状况,并与光致发光的结果进行了对比研究。
光致发光(PL)谱的研究结果表明,在225nm波长的光的激发下,SiO。
N,薄膜的主要发光峰位位于600mn(2.06eV)。
SiN。
薄膜的主要发光峰位位于470nm(2.6eV),520nm(2.4eV)年N620nm(2.0eV)。
结合光致发光激发谱(PLE)和薄膜结构以及退火对发光峰位影响方面的分析,对其可能的发光机理进行了初步的探讨。
认为所制备的SiO。
N,薄膜样品中的发光来源于与N有关的缺陷,并且根据SiN。
的能带结构,我们建立了发光模型来解释了各个发光峰的来源。
关键词:光致发光,双离子束溅射,退火,缺陷态作者:成珏飞指导教师:吴雪梅诸葛兰剑T—h—e—m——ic—r—o—s—tr—u—c—tu——re——a—n—d—p—h—o—t—o—t—u—m—i—n—e—s—c—en—c—e——o—f—s—i—li—c.o—n—o—x—y—n—i—tr—i—d—e—a—n—d.—s—il—ic—o—n——n—it—r—id—e——th——in——fi—l—m—————————————————A—b—s—t—ra—c—t—一ThemicrostructureandphotoluminescenceofsiliconoxynitrideandsiliconnitridethinfilmAbstractSiOxNyandSiNxthinfilmshavedeservedgreatattentionduetotheirtechnologicalimportanceforapplicationinmicroelectronics,aswellasinopticsandmechanics.Therefore,itisimportanttostudythepropertiesoftheirlightemission.TwoseriesofthinfilmsofSiOxNyandSiNxweremadeatroomtemperatureusingadualionbeamco—sputteringsystem.SomefilmswereannealedinN2ambienceforanhouratdifferenttemperatures.Thephotoluminescence(PL)propertiesoftwokindsoffilmswerestudied,whilethemicrostructureoffilmswascharacterizedbyXRD,XPS,FTIRandsoon.InSiOxNvfilms,anintensesinglePLpeakat600nto(2.06eV)wasobservedunderultravioletexcitation(Ex=225nm).TherearethreePLpeaksat470nm(2.6eV),520rim(2.4eV)and620nm(2.0eV)forSiN。