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saxs 晶型结构
小角X射线散射（Small Angle X-ray Scattering，SAXS），又名X射线小角散射，是指当X射线透过试样时，在靠近原光束2°~5°的小角度范围内发生的散射现象。
是一种区别于X射线大角（2θ从5°~165°）衍射的结构分析方法。
当X射线照射到试样上时，如果试样内部存在纳米尺度的电子密度不均匀区，则会在入射光束周围的小角度范围内（一般2°≤θ≤5°）出现散射X射线。
通过SAXS技术，可以获得样品的晶体结构信息，了解样品的粒度、孔径和有序性等方面的性质。
该技术具有非破坏性、适用样品范围广、对干湿态样品都适用、样品制备简单等优点。
在实际应用中，可以根据样品的性质和实验需求选择合适的SAXS仪器和参数，以获得更为精确和可靠的实验结果。
新型材料中的介观结构研究随着科技和工业的不断发展，新型材料的研究成为了许多领域的热门话题。
其中，介观结构研究是非常重要的一部分。
介观结构指的是尺寸范围在几纳米到几微米之间的结构，处于微观和宏观之间，具有独特的物理、化学、光学等性质。
因此，研究介观结构对于理解材料的性质和性能以及探索新型材料的合成和应用具有重要意义。
1. 介观结构的定义和分类介观结构可以在空间的三个维度上表现出来，例如在纳米颗粒、多孔材料、液滴等领域。
按照尺寸大小，介观结构可以进一步划分为孤立介观结构、介观结构数组和介观结构薄膜等不同形态。
这些形态的介观结构因其在加工方法、性能、应用等方面的差异而被研究人员所关注。
2. 介观结构的研究方法传统的研究方法主要包括显微镜技术、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术。
这些方法有着较高的分辨率和解析度，可以直观地观察到介观结构的形貌。
但是，随着新型材料的发展，传统的表征手段已经不能满足研究需求。
为此，一些新的研究方法也逐渐得到应用。
例如，原子力显微镜、拉曼光谱、X射线衍射、扫描隧道显微镜等新兴技术已经广泛应用于介观结构的研究中。
3. 介观结构在材料科学中的应用介观结构因其尺度与功能之间的关系密切相关，被广泛应用于材料科学领域。
例如，在能源应用领域，介观结构可以用于太阳能电池、燃料电池和锂离子电池等能源储存和转换装置中。
此外，介观结构还可以用于纳米传感器、纳米催化剂、智能材料等领域的研究中。
总之，介观结构的研究在新型材料中有着广泛的应用和前景。
今后，随着科技和工业的不断进步，介观结构的研究将继续深入，为新型材料的研究和应用带来更多的可能性。
无机材料的结构分析及性质分析无机材料是我们日常生活和工业生产中必不可少的材料之一。
与有机材料不同，无机材料的结构和性质具有一定的独特性。
在本文中，我们将讨论无机材料的结构分析和性质分析，以便更好地了解这些材料。
一、结构分析无机材料的结构非常复杂，一般需要利用现代科技手段进行分析。
以下是几种常用的结构分析方法：1. X射线衍射分析X射线衍射分析是一种通过测量晶体衍射图案，确定晶体结构的方法。
该方法通常使用X射线或中子作为探针。
通过分析晶体衍射图样的强度和位置，可以确定晶体的晶格常数、晶体间距、晶体的对称性等信息。
该方法广泛应用于研究金属、陶瓷等无机材料的结构。
2. 电子显微镜电子显微镜是一种利用高能电子来研究材料结构的方法。
与传统光学显微镜不同，电子显微镜能够在更高的分辨率下观察材料的微观结构。
该方法在金属、半导体、陶瓷等材料的结构分析中得到了广泛应用。
3. 傅立叶变换红外光谱法傅立叶变换红外光谱法是一种通过测量材料吸收、散射、透射等红外光谱信息，来确定材料结构的方法。
该方法可以用来分析无机材料的化学键、晶体结构、表面特性等信息。
傅立叶变换红外光谱法广泛应用于分析粉末、化学品、纤维等材料。
二、性质分析无机材料的性质因种类不同而有所差异。
以下是一些常见的无机材料的性质分析方法：1. 吸附性能分析吸附性能是无机材料的常见性质之一。
通过测量材料的比表面积、孔径大小等参数，可以确定材料的吸附性能。
常用的吸附性能分析方法包括石墨烯气体吸附法、比表面积测定法等。
2. 光学性质分析光学性质是无机材料的重要性质之一，包括折射率、吸收系数、发光性等。
通过测量材料在不同波长的光照射下的光谱特性，可以确定材料的光学性质。
光学性质分析方法包括紫外可见吸收光谱法、荧光光谱法等。
3. 电学性质分析电学性质是无机材料的另一种常见性质。
通过测量材料的电导率、电容量等参数，可以确定材料的电学性质。
电学性质分析方法包括交流电阻率法、恒定应变法等。
介孔氧化硅材料常用的表征方法摘要介孔氧化硅材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，催化反应中发挥作用，尤其是在生物医学领域发挥更着重要作用，成为各个领域研究的热点。
本文简单介绍了介孔氧化硅材料以及常用的表征方法，如XRD、电镜分析、热重分析、BET法等。
关键词：介孔材料、XRD、BET、电镜分析、FTIR、TG前言随着现代科学技术的飞速发展，材料科学这一重要的学科领域不断的被注入新的发展方向和应用领域。
每一种重要新材料的获得都会为生产力的提高和人类的进步起着重大的推动作用，特别是以高分子材料、金属材料、无机非金属材料为代表的三大类材料在现代的科学技术和国民经济中起着重要的作用。
在种类繁多的材料体系中，具有贯穿于体相内的良好孔道结构的多孔材料可谓是一大类明星材料。
其优异的结构特性、良好的物理化学性能和广泛的应用领域使得其一直都是材料科学研究的前沿学科。
1根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）以孔径大小为依据的规定，多孔材料主要为三类：孔径小于2nm的微孔材料、孔径介于2-50nm的介孔材料和孔径大于50nm的大孔材料。
尤其是基于介孔氧化硅的介孔材料一直是人们研究的热点。
材料表征是研究物质的微观状态与宏观性能的一种手段，人们能通过改变分子或者晶体的结构，可以达到控制物质宏观性能的目的，因此对材料的研究离不开表征。
本文选择对介孔氧化硅材料和它的表征手段进行研究。
1.介孔材料及介孔氧化硅的简介1.1介孔材料根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC)的规定，介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。
介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，催化反应、尤其在生物医学领域中发挥作用。
而且，这种材料的有序孔道可作为“微型反应器”，在其中组装具有纳米尺度的均匀稳定的“客体”材料后而成为“主客体材料”，由于其主、客体间的主客体效应以及客体材料可能具有的小尺寸效应、量子尺寸效应等将使之有望在电极材料、光电器件、微电子技术、化学传感器、非线性光学材料等领域得到广泛的应用。
利用s参数反演法提取超材料结构的等效参数利用s参数反演法提取超材料结构的等效参数超材料是一种具有特殊结构和性质的材料，它可以通过对电磁波的调控实现许多非常有用的功能，例如负折射、超透镜、隐形等。
为了实现这些功能，我们需要准确地了解超材料的等效参数，即电磁波在超材料中的传播特性。
s参数反演法是一种常用的方法，用于从电磁波的散射参数中提取超材料的等效参数。
s参数是指电磁波在超材料中的散射系数，通过测量散射参数，我们可以反演出超材料的等效参数，从而准确地描述超材料的电磁特性。
我们需要设计一个实验装置来测量超材料的散射参数。
这个装置通常由一个波导和一个天线组成，波导用于引入电磁波，天线用于接收散射波。
通过改变波导和天线的位置、形状和尺寸，我们可以得到不同的散射参数。
在实际测量中，我们可以使用网络分析仪来测量散射参数。
接下来，我们需要使用数学模型来描述超材料的散射特性。
常用的数学模型包括Maxwell方程组、电磁波的传输线方程等。
通过求解这些方程，我们可以得到超材料的电场和磁场分布。
然后，我们可以根据散射参数的定义，将测量到的散射参数与数学模型中计算得到的散射参数进行比较。
在比较过程中，我们可以使用优化算法来调整数学模型中的参数，使其与测量值尽可能接近。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法等。
通过不断迭代优化，我们可以得到超材料的等效参数。
我们可以使用提取到的等效参数来设计具有特定功能的超材料器件。
例如，通过调节超材料的介电常数和磁导率，我们可以实现负折射效应，使电磁波在超材料中呈现出逆向传播的特性。
通过调节超材料的结构和参数，我们还可以实现超透镜、隐形等功能。
利用s参数反演法可以准确地提取超材料的等效参数，从而实现对超材料电磁特性的准确描述。
这为设计和制造具有特定功能的超材料器件提供了重要的理论基础和实验方法。
随着科学技术的不断发展，s参数反演法将在超材料研究中发挥越来越重要的作用。
34卷(2005年)2期多孔硅薄层的正电子湮灭寿命研究3蒋中英1,2 黄红波1 徐 寒1 黄彦君1 夏元复1,(1 南京大学物理系 南京 210093)(2 伊犁师范学院物理系 伊宁 835000)摘 要 用阳极氧化法按不同腐蚀条件制备的多孔硅,其薄层厚度仅为几十纳米,远小于22Na 源的正电子平均射程.文章提出了一种用22Na 的正电子测量体寿命谱并扣除基片贡献的方法,来确定多孔硅薄层的平均孔径.关键词 正电子湮没,多孔硅,正电子素,阳极氧化法Ana lysis of the porosity of porous sili con thi n l ayersby positron ann i hil a ti on li feti m e spectroscopyJ I A NG Zhong 2Ying 1,2 HUANG Hong 2Bo 1 XU Han 1 HUANG Yan 2Jun 1 X I A Yuan 2Fu1,(1 D epart m ent of Physics,N anjing U niversity,N anjing 210093,China )(2 D epart m ent of Physics,Yili N or m al College,Yining 835000,China )Abstract A porous silicon thin layer was p repared by anodic oxidation under different corr osion conditionE 2mails .The layer thickness was a few tens of nanometers,which is much s maller than the average range of posi 2tr ons fr om a 22Na source .The mean pore volume and s pecific surface area in the samp les were measured with22Na positron life spectroscopy,by measuring the bulk lifeti m e s pectrum of porous silicon and then deductingthe lifeti me s pectrum of the substrate .Key words positr on annihilation,porous silicon,ortho 2positr onium,anodic oxidati on3 国家自然科学基金(批准号:19835050)重点资助项目2004-08-10收到初稿,2004-10-08修回 通讯联系人.Email:H sia@nju .edu .cn 多孔硅材料微观结构直接影响材料的物理特性,因此研究多孔硅材料的微观结构显得十分重要.由于多孔硅中的孔隙率的不同,它有可能呈现光致发光效应[1,2]或感湿现象[3]等.而多孔硅的这些性质及其广泛的应用前景已引起学者、产业界和商家的极大兴趣.一种常用制备多孔硅材料的方法是将单晶硅置于氢氟酸溶液中进行电化学腐蚀.通过控制氢氟酸溶液浓度和电流密度,可实现控制多孔硅的孔的尺寸及孔隙率的大小.本实验便是采用此方法制备样品的.用正电子湮灭技术(P AT )研究多孔材料有其独特优点:正电子的功函数为负值,它倾向居于固体表面或进入空穴,由于所形成的亚稳束缚态(正电子素,记为o -Ps,o -Ps 直径约0.11n m )很小,所以即使是单原子空穴也可以进入并与其周围物质反应,然后湮灭.e +的这种表面性使P AT 成功地应用于多孔介质的表面状态的研究中[4].22Na 发射的正电子能量的平均值为0.15MeV,在单晶硅中的平均射程约100μm ,在多孔硅中,平均射程视孔隙率不同而不同,达到几百微米,难以满足在常规正电子湮灭寿命谱系统测量要求,不能保证正电子全部在样品中湮灭(为了保证正电子湮灭所反映的是射程末端材料结构信息,样品厚度必须取经验公式计算射程的3—5倍,方能保证正电子不会穿透样品),阳极氧化法制备的多孔硅层仅分布在硅片表面上,其厚度为几十纳米,部分正电子透过多孔硅层在基片中湮灭,普通的正电子湮灭寿命谱测量结果受到干扰,给常规实验带来不便.本文介绍了一种从腐蚀后的多孔硅片的寿命谱结果中扣除腐蚀前的硅片的湮灭参数,求解多孔硅薄层中正电子湮灭参数的修正方法,并通过该方法和实验研究得到了多孔硅薄层孔隙率与氢氟酸浓度及电流密度的关系.・741・物理1 原理及方法由22Na 放射源(其正电子最大动能为545ke V )放出的正电子具有较高的动能,进入介质后,通过与电子、原子或离子的非弹性碰撞损失能量,其动能降到热能水平,然后以热运动速度扩散.此过程称为热化阶段,所经历的时间仅为几个p s (1p s =10-12s ).热化后的正电子在材料中扩散,在扩散过程中与材料中的电子发生湮灭,产生γ光子,由它将材料中的信息带出来.这一扩散湮灭过程的持续时间因材料不同而不同.正电子发生时刻作为起始信号,到发出0.511Me V 湮灭光子时刻作为终止信号,这一时间间隔作为正电子寿命.热化后,正电子动能仅为01025e V,扩散距离很短,因此扩散距离并不影响正电子的射程.正电子在介质中的射程主要由热化阶段决定.对于22Na 源,Paulin 已给出正电子射程与材料密度的经验公式[4]:1R +=2.8×ρ×Z 0.15E-1.19,(1)其中ρ为材料密度(单位:g/c m 3),E -是22Na 正电子平均动能(单位:Me V ),R +为正电子平均射程(单位:c m ),Z 是材料的原子序数.可以估算22Na 正电子在硅材料中的平均射程为103.9μm ,部分被多孔薄层吸收湮灭,另一部分则进入硅基片中湮灭.注入正电子在固体中的分布与其他带电粒子一样,以指数分布曲线描述[5],即:N (r )=N 0R +e-r/R +,(2)式中r 为从样品表面算起的深度.N (r )d r 为r 到r +d r 薄层内的正电子数目.N 0为正电子总数,其倒数R -1+是材料对正电子的吸收系数.设多孔硅层厚度为d ,对(2)式积分得到正电子在多孔硅层湮灭的份额为α=∫dN (r )d r =N 0(1-e-d /R +).(3) 在此我们对多孔硅样品的正电子湮灭谱采用三态捕获模型函数法来拟合,而对单晶硅采用二态捕获模型拟合.正电子在完整晶体中热化、扩散,与电子相碰撞发生正负电子湮灭称自由态湮灭,一旦晶体中出现缺陷(如空位、位错、位空洞)等,情况将会发生变化.在完整的原子点阵中出现一个正电荷空位,这种空位相应带有等效负电荷,而正电子带正电,在空位处,正电子势能更低,正电子容易被空位缺陷捕获,而后再湮灭,这就是正电子的捕获态湮灭.由于空位处电子密度较低,正电子空位捕获态湮灭的寿命将变长.正电子还可以与样品中的电子组成一种亚稳定束缚态,它类似于氢原子而被称之为正电子素(简称o -Ps ).正电子素的湮灭与正电子自由态湮灭和正电子捕获态湮灭完全不同.它的形成和寿命与样品中的自由体积(可看成微空洞)的大小和孔的数目有关.微空洞数目越多,o -Ps 形成概率越大,形成的o -Ps 数就越多;空洞越大,空洞内电子密度愈低,o -Ps 的寿命也就越长(一般o -Ps 的寿命大于0.5ns ).对于单晶硅,正电子在样品中除了自由态湮灭外,只有一种缺陷(空位或空位团)捕获态,因此对于它的正电子湮灭寿命谱采用二态捕获模型来拟合.其拟合结果为两种正电子态寿命τ1,τ2及其相应强度分别为I 1,I 2.对于多孔硅谱,采用三态捕获模型函数法拟合的原因是在多孔硅样品中存在三种湮灭方式[5]:自由态湮灭、空位或空位团等缺陷捕获湮灭和正电子素的拾取(p ick 2off )湮灭.设样品的相关参数为I 1,τ1,I 2,τ2,I 3,τ3.多孔硅层参数为I 1a ,τ1a ,I 2a ,τ2a ,I 3a ,τ3a,硅基片参数记为I 1b ,τ1b ,I 2b ,τ2b ,I 3b ,τ3b,其中I i 是相应于寿命τi 的强度.因为有α份额的正电子被多孔层吸收并湮灭,则在基片吸收并湮灭的份额应为(1-α).于是正电子入射到样品后,任何时刻均有∑3i =1I i Γi exp (-Γi t )=α∑3i =1I a i Γa i exp (-Γai t )+(1-α)∑3i =1I b i Γbi exp (-Γbi t ),(4)对(4)式两边的t 从0到∞积分,并注意到t =0时刻等式两边相等,容易得到∑3i =1Ii=α∑3i =1Ia i+(1-α)∑3i =1I b i,∑3i =1I iΓi=α∑3i =1I a iΓa i+(1-α)∑3i =1I b iΓb i,(5)式中Γi =τ-1i ,(5)式是(4)式成立的必然结果.若认为I i =αI a i +(1-α)I biI i Γi =αΓa i +(1-α)I b b Γb i (6)成立,那么(4)式也必然成立.(6)式的物理意义是,正电子湮灭参数在样品中的第i 成分应是在多孔层和基片中湮灭的对应成分的贡献总和.计算得到α,再测定了I i ,τi 和I i b ,τi b,利用(6)式便可求出一组I i a、τi a.・841・ 34卷(2005年)2期在正电子湮灭谱学参数测试中,人们最关心的3个参数是湮灭强度I i ,各成分平均寿命τi 及样品相关参数是否等于多孔硅层和硅基片的相应参数的叠加结果.(6)式是在特定条件下推导出来的,只能保证前两个参数满足要求,然而后一个参数只有当τi a =τi b =τi 时才可能满足要求.正电子湮灭寿命谱参数的偏差δ为δ=∑3i =1I iΓi-α∑3i =1I a i τai +(1-α)∑3i =1I b iτb i∑3i =1I iΓi.(7)如果δ过大,(6)式的关系不再成立,此方法不能使用.因此,应用22Na 正电子固体薄层寿命谱学技术必须注意以下两点:(1)该技术是利用间接法测量固体薄层的正电子湮灭参数,首先必须对基片(作为比较样品)进行测量.为此,比较样品必须和实验基片一致,包括尺寸、物质种类、机械加工、热处理、化学处理及测试条件等.(2)以上讨论忽略了源效应的影响及对α的计算误差,所以只适用于较厚膜(厚度>1μm )的测量.设m 1为腐蚀前硅片的质量,m 2为腐蚀后硅片的质量,m 3为清除掉多孔硅层后的硅片质量,则多孔硅的孔隙率为ε=(m 1-m 2)/(m 1-m 3).(8)精确地测定腐蚀前后以及清除掉多孔硅层后的硅片的质量,即可计算得到多孔硅的孔隙率.2 实验材料及测试实验用N 型〈100〉面单晶硅制备多孔硅.硅片置于盛有浓度为40体积百分比的氢氟酸与酒精混合溶液中进行电化学腐蚀,其中硅片作为阳极,液体为恒温20℃.样品腐蚀后放入乙醇中清洗多次,然后置入真空烘干箱,干燥24小时,使乙醇完全蒸发.使用EG&G ORTEC 快-快符合寿命谱仪,进行了正电子湮灭寿命谱常温测量.在测量中,放射源为以铝A l 为衬底的22Na 夹心源,源强为20μCi,Na 视窗条件下的F WH M 为270p s,道宽为144p s,每个谱的总计数为2×106.为了保证较小δ值,以满足(6)式的条件,对未腐蚀前硅片(简称硅基体)的正电子谱采用双寿命拟合,对多孔硅的谱线采用三寿命拟合.表1 在不同氢氟酸浓度腐蚀条件下制备的多孔硅的正电子湮灭参数(阳极电流密度I =30mA /c m 2,室温T =20℃,腐蚀时间t =20m in )氢氟酸体积百分比τ1/p s τ2/p s τ3/ns I 1/%I 2/%I 3/%多孔硅厚度/μm 孔隙率/%2022846735.793.8 3.3 2.973.5824023345532.693.7 3.2 3.188.1756022946327.293.4 3.3 3.391.2708023047311.292.2 3.7 3.799.5631002354436.493.13.23.2102.360表2 在不同氢氟酸浓度腐蚀条件下制备的多孔硅薄层正电子湮灭参数(阳极电流密度I =30mA /c m 2,室温T =20℃,腐蚀时间t =20m in )氢氟酸体积百分比τ1/p sτ2/p sτ3/nsR /nm I 1/%I 2/%I 3/%多孔硅厚度/μm 孔隙率/%δ/%2023879835.711.0971.7 4.024.373.582-0.64026955832.610.6880.6 3.216.288.175-0.106023756527.29.9482.1 3.614.391.270-0.38023954411.2 6.8781.4 4.913.799.563-0.31002564586.55.3785.43.211.4102.3600.1表3 在不同电流密度腐蚀条件下制备的多孔硅的正电子湮灭参数(体积比HF:CH 3CH 2O =1:1,室温T =20℃)电流密度/mA腐蚀时间t /m inτ1/p sτ2/p sτ3/nsI 1/%I 2/%I 3/%多孔硅厚度/μm孔隙率/%1060228441 5.392.9 3.3 3.8119.55220302284528.794.5 2.8 2.7105.265302022948211.293.6 3.2 3.294.371401523247219.094.0 2.8 3.290.775501223344825.994.12.83.191.274・941・表4 在不同电流密度腐蚀条件下制备的多孔硅薄层的正电子湮灭参数(体积比HF∶CH3CH2O=1∶1,室温T=20℃)电流密度/mA/c m2腐蚀时间/m inτ1/p sτ2/p sτ3/ns R/nm I1/%I2/%I3/%多孔硅厚度/μm孔隙率/%δ/% 1060230448 5.3 4.8787.7 3.48.9119.552-0.1 20302315318.7 6.1489.1 1.99.1105.2650.2 302023774211.2 6.8783.0 3.213.894.3710.15 401525971619.18.6182.5 1.216.390.775-1.7 501226562025.19.6282.6 1.215.291.274-0.83 结果和讨论硅基体的结果为:τ1=227p s,τ=436p s,I1=9618%,I2=3.2%.在多孔硅的正电子湮灭寿命谱结果中,短寿命组分τ1为228—235p s之间,长寿命组分τ2为441—482p s之间,与单晶硅及非晶硅的体寿命值基本一致.最长寿命组分τ3为几到几十纳秒,是在孔洞中形成正电子素o-Ps的拾取湮灭的结果.从多孔硅及硅基片共同寿命谱结果中扣除硅基片成分后,便可得到多孔硅薄层正电子湮没参数(见表2和表4).δ在±2%以内.实验结果显示,多孔硅薄层的短寿命成分τ1与样品的短寿命实验参数接近,稍稍偏大,是多孔硅晶粒晶格膨胀的结果[6].长寿命成分τ2与样品实验参数也较接近,为多孔硅中缺陷湮没成分.最长寿命成分τ3为正电子在多孔硅孔洞和缺陷中湮没的平均寿命,是正电子形成o-Ps的结果[6].由表2可知,τ3随氢氟酸浓度的增加而减小,其百分含量I3也随之减小,原因在于当氢氟酸浓度较高时,位于表层的硅吸附了较多的F离子,因而在表面形成较高的势垒,阻挡了F-离子的通过,导致在相同电流密度下氢氟酸对孔壁的腐蚀作用减弱.表4的结果表明,在腐蚀时间与电流密度为常数条件下,τ1,I3都随电流密度的增大而增大,说明电流密度是决定多孔硅的孔的大小和孔率的主要因素.由正电子素o-Ps的Pick2off[7]的湮灭模型可知,τ3值与多孔硅的孔半径R有关,τ3越大,R越大.根据分形聚集体理论(DLA)生长模型[8],当电流密度增加,粒子向硅表面的迁移几率增大,平均自由程减短,扩散长度减小,孔向孔壁生长的几率变大,使得孔变大,孔密度增加.同时电流大时在孔内部顶端容易产生惰性氧化物,使原孔顶端粒子俘获生长的几率大大下降,而孔壁的生长几率相对增大,也使得孔变宽,孔密度增加.这种现象与文献[3]中的报道一致.本文用多孔硅体寿命谱扣除基片寿命谱的方法研究了多孔硅薄层的孔半径的变化与腐蚀电流强度和腐蚀时间的关系,得出与其他方法相同的结论,因此该方法为研究材料表面薄层的微孔半径变化提供了一条新途径.参考文献[1]涂楚辙,江从春.功能材料,2000,31:139[Tu C Z,J iangC C,Functi onalMaterials,2000,31:139(in Chinese)][2]王晓静,李清山.液晶与显示,2003,18:421[W ang X J,L i Q S.Chinese Journal of L iquid Crystals and dis p lays,2003,18:421(in Chinese)][3]许媛媛,何金田,李新建等.传感器技术,2003,22:5[XuY 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项目名称：材料若干介观性能的表征及其尺度效应首席科学家：孙军西安交通大学起止年限：依托部门：教育部一、研究内容和课题设置为实现项目的上述目标，项目总体上需要解决的三个相关科学问题仍然为：(1) 热力学参数尺度效应与材料介观性能基本参量表征: 材料介观热/动力学参数尺度依赖性的解析函数表征，包括表面能及其尺寸效应的解析解、表面吸附的影响、对材料相变临界点的影响、介观材料相图及其尺度依赖性和扩散激活能、扩散系数等参数的尺度效应；与表面能等相关的膜体材料介观性能基本参量如硬度/模量/强度/韧性/内应力/电导等的实验测试和表征；膜/基界面的界面应力、结合强度、界面热失配和缺陷特征等；材料介观性能的力学建模与数值表征、介观性能尺度效应的结构特性表征等。
(2) 材料介观动态性能的特征与缺陷、形态的演化特性：研究在力/电/热等单一或耦合外场下材料介观性能表征及其动态响应, 与损伤特征及其材料几何尺度和晶粒尺寸/晶体取向效应；材料中各种界面与缺陷间的交互作用及对缺陷演化行为的影响及其尺度效应；介观尺度下材料的物质迁移及形态演化及所导致的扩散性蠕变行为、界面迁移与形态演化；多场耦合条件下存在的薄膜结构弛豫行为；材料中点缺陷在多场作用下的无扩散性演化和驰豫行为与时效性及其相变临界点和尺度效应；原位、动态研究多场(力场、热场等)交互作用下不同介观性能对应的材料损伤失效特征；材料在模拟工况下的服役寿命及其可靠性特征。
(3) 介观力学性能的表面效应、界面效应与异质约束效应：研究晶体学取向及表面能和界面能变化对异质界面结合性能的影响；应用热力学平衡和非平衡理论，在介观尺度上揭示膜/基界面原子单双向扩散及膜内原子晶界或晶内扩散的异同及其驱动制约因素；研究表面与界面结构演变对超薄膜的介观性能及其弛豫性的影响，结合热力学尺度效应揭示多场交互作用机制及组合薄膜的几何和能量约束机理；发展经验的固体电子理论，研究薄膜与基底界面及多层膜界面之间电子性态及其功函数的恰当表达，结合数值模拟和物理模型，从微观层次探讨影响薄膜介观性能的表面、界面与异质约束效应，着重阐明界面电子密度差等特征参量对薄膜介观性能、特别是对超薄膜残余应力和界面强度的影响，为进一步建立相应的理论体系奠定良好基础。
