一、日本科学家发现超高强度X光(论文文献综述)
房媛媛[1](2021)在《Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿晶体的压力诱导发光增强研究》文中指出有机无机杂化钙钛矿材料作为一种新型光电材料,因其优异的光电性能,在光伏、发光二极管、探测器和激光等领域具有广阔的应用前景。通过降低钙钛矿材料中无机组分的维度,不仅能够有效提高材料的稳定性,还可以丰富晶体结构与电子结构的可调谐性。特别是二维钙钛矿材料,有着优越的稳定性和优良的光物理特性,近年来成为钙钛矿材料领域的研究热点。Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿晶体材料是二维钙钛矿体系中最典型的一类,单层无机骨架被双层带有疏水取代基的大尺寸有机阳离子分隔,结构上具有较强的量子限域特性、较高的稳定性和较大的可调控性,使其受到了科研人员的广泛关注。然而,这类材料中的间隔阳离子会在二维钙钛矿中形成绝缘层,阻碍载流子的传输,导致荧光量子产率低并制约了二维钙钛矿光电器件的效率提升。因此深入研究晶体结构与发光行为之间的内在联系并有效调控其发光性能已经成为Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿材料研究领域亟待解决的关键科学问题。作为一个独立的热力学参量,压力为物质调控提供了一个全新的维度,可以在不改变化学组分的前提下对材料的晶体结构、电子结构以及物理性质进行有效的调节,在发现新现象、阐释新机理、制备新材料等方面都发挥着至关重要的作用。本文选取了三个代表性Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿材料作为研究对象,包括常压下本征发光的(ETA)2Pb I4、自陷态发光的(2mpt H2)Pb Cl4以及不发光的环境友好型双钙钛矿(BA)4Ag Bi Br8,利用多种原位高压测试手段以及第一性原理计算等方法,从不同发光机制入手研究高压下的发光行为,尝试调控Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿材料的发光性质,加深对这类材料“结构-性质”相互关系理解的广度和深度。本文的研究结果将会进一步拓展这类材料的研究领域和应用范畴,为获得具有高效荧光性能的Ruddlesden-Popper型二维钙钛矿材料提供新思路,对推动二维钙钛矿材料作为新型杂化功能材料在太阳能电池、发光二极管、压力传感器等方面的应用提供科学参考。(1)首先采用实验与计算相结合的方法对常压下本征自由激子发光的(ETA)2Pb I4(ETA+=[(HO)(CH2)2NH3]+)进行了系统的高压研究。在小于1.5 GPa的低压力范围内,荧光光谱表现出了明显的强度增加并伴随着峰位对称性的提高,这是由二维钙钛矿独特的量子阱结构所导致的。常压条件下,大体积的有机阳离子会让无机晶格严重扭曲,强烈的激子-声子耦合会形成过多的束缚激子,束缚激子的辐射复合与无辐射跃迁会导致自由激子荧光的减弱并且有低能量区带尾的出现。在低压力区,晶格在机阳离子保护下规则收缩,使声子硬化,从而降低了激子-声子相互作用,抑制了激子缺陷的产生,大幅减小非辐射复合途径,从而提升其低压力区自由激子态的发光效率,实现了压力诱导的自由激子荧光增强。与此同时,压力作用下无机八面体[Pb I6]4-结构单元的明显变形(Pb-I键长的显着减小和Pb-I1-Pb键角的缓慢收缩)提高了金属卤素原子轨道的耦合,从而导致了在10.0 GPa压力范围内带隙的窄化和明显的压制变色特性。该研究结果表明(ETA)2Pb I4晶体具有良好的压力响应性质,在压力光纤传感器和光伏等领域具有潜在应用价值。(2)进一步对常压下非本征自陷态发光的(2mept H2)Pb Cl4(2mept H22+=[CH3(CH2)4CH(NH3)2]2+)晶体进行了系统的高压实验。常压下只有微弱荧光的样品在2.1 GPa的压力作用下出现了大幅度的荧光增强,并在更高压力作用下荧光强度持续增强直到9.9 GPa。(2mept H2)Pb Cl4材料具有天然量子阱的层状结构,为形成局域化的自陷态激子提供了基础。由于晶格的扭曲程度相对较小,且具有较低的电子-声子耦合能,因此该样品常压下的自陷态荧光微弱。当压力达到2.1GPa时,样品体积沿着有机层方向出现了明显塌缩,晶体结构内的扭曲程度加剧,引起了自陷态发光效率的提升和荧光强度的大幅增加。通过理论计算模拟,对其微观结构、自陷态激子的辐射和非辐射复合等行为进行了分析。计算结果表明2.1GPa-9.9 GPa范围内的压力对非辐射损失产生了抑制作用并促进了辐射复合,使得样品的荧光强度提高了190倍以上。因此,高压下通过调节自陷态激子的结合能和量子阱结构产生高度局域化的激子,减少缺陷和声子的散射,可以有效地促进自陷态激子发光。同时,通过压力对样品荧光颜色的的调控,使其始终发射“暖”白光。该工作不仅发现了压力可以有效调控二维金属卤化物中的自陷态激子行为,提升其发光性能并调控白光色温,而且对自陷态激子的压力诱导发光增强提供了量化分析并阐述了微观机制。(3)最后对常压下不发光的环境友好型(BA)4Ag Bi Br8(BA=[CH3(CH2)3NH3]+)样品进行了实验与计算相结合的系统高压研究。常压下不发光的样品在2.5 GPa时突然出现了明显荧光峰,将压力诱导发光(pressure-induced emission,PIE)的概念扩展到了二维双钙钛矿体系。具有大斯托克斯位移的宽频带发射证明该荧光来源于自陷态激子的辐射复合发光。原位高压同步辐射X射线衍射以及原位高压红外吸收光谱证实了在2.5 GPa时(BA)4Ag Bi Br8晶体经历了单斜相中C2/m向P21/c的结构相变。相变过程中,相邻[Ag Br6]5-和[Bi Br6]3-无机八面体之间的旋转扭曲使高压结构具有更高的去自陷活化能以及较强的自陷态激子结合能,这导致了荧光峰的出现。随着压力的进一步提升,无机八面体的结构严重扭曲提高了自陷态激子活化能,减小了晶格弛豫能,导致了荧光峰强度的增加和峰位的蓝移。第一性原理计算的带隙与电子结构证明了在加压的过程中,Ⅰ相中带隙的缓慢减小主要是由于相邻无机八面体之间的Ag-Br1-Bi键角的扭曲造成的,而MBr6八面体的收缩导致的Bi-Br1和Ag-Br1键长的显着减小是Ⅱ相中带隙快速减小的主要原因。该研究结果不仅证明了高压下晶体结构变化与光学性能调控之间的密切关系,更为环境友好型二维双钙钛矿材料的光学性能改善提供了重要的参考。
康熙[2](2020)在《基于Ag29团簇及其衍生团簇的研究》文中研究表明金属纳米团簇是介于离散态金属原子和等离子金属颗粒之间的过渡物质。纳米团簇具有精确的晶体结构,也被称为超小尺寸金属纳米颗粒。基于其本身优良的物理化学性质,(如手性、磁性、光学性、电化学性等),纳米团簇近年来受到了广泛的关注。此外,金属纳米团簇的精确结构可以为研究纳米颗粒结构与性能之间的关系提供完美的平台,因此结构可控,性能优异的纳米团簇材料有着不可忽视的理论研究和实际应用前景。纳米团簇材料是一类模板化材料,即不同模板团簇之间的性质差异较大,但对于某一特定模板的团簇可以进行结构和性能的精确控制,且得到的结构与性能之间的关系可以为其他团簇模板所采用。在过去的团簇研究中,Au25和Ag44是最常见的团簇研究模板;但是由于这两类团簇的光学性质和稳定性的不足对其实际应用有着较大的限制,团簇研究者希望找到一个新的团簇模型分子。本课题提出并发展了一个新的团簇模型分子:Ag29纳米团簇。本课题对Ag29团簇及其衍生团簇的研究已遍及团簇科学的多个方面,包括合成调控、结构调控、性质调控、以及应用探索。Ag29纳米团簇的合成条件温和,合成产率高、稳定性强,并且有着优异的荧光性能,是极具实际应用价值的金属纳米团簇材料。在本论文中,采用Ag29为团簇研究模板,实现了多个方面的调控,包括:(1)合成调控;(2)结构调控;(3)性能调控;(4)应用调控。主要内容如下:1.M29(SR)18(PPh3)4系列团簇的可控合成、结构调控、以及原子级别的构性关系:(1)采用配体交换的方法,利用1-巯基金刚烷(HS-Adm)和三苯基膦(PPh3)配体与Pt1Ag24(SPh Me2)18团簇进行配体取代反应,得到了全新的Pt1Ag28(S-Adm)18(PPh3)4团簇。通过单晶衍射仪解析了Pt1Ag28团簇的晶体结构。首次发现了合金纳米团簇中的面心立方结构。此外,相对于Pt1Ag24,Pt1Ag28团簇体现了50倍的荧光提升。超快电子动力学分析解释了团簇荧光提升的机理。这个工作实现了不同簇合物之间的结构转化以及荧光性能的大幅提升,为荧光团簇的合成制备奠定了基础。(2)通过原位合成、定位金属交换、以及强制金属交换的策略制备出21个单分散的M29(S-Adm)18(PPh3)4(M=Ag/Cu/Au/Pt/Pd)纳米团簇。采用电喷雾质谱测试对每个产物的纯度以及价态进行了表征。单晶衍射结果对这些M29团簇的晶体结构进行了解析。荧光测试对比了所有产物之间的性能差别。这项工作完成了对团簇从单金属到四金属的精确结构调控,构建了M29(S-Adm)18(PPh3)4团簇材料库。更有意义的是,由于在此团簇材料库中每一个团簇个体的单分散性,团簇精确的构性关系得以研究。这个工作所提出的合金纳米团簇合成方法学不仅为制备具有尺寸单分散的多金属合金纳米团簇提供了新的途径,而且为从原子层面精确研究纳米颗粒中金属间协同效应奠定了基础。(3)采用配体交换的方法,通过环己硫醇与面心立方构型的Pt1Ag28(S-Adm)18(PPh3)4团簇反应,得到正二十面体构型的Pt1Ag28(S-c-C6H11)18(PPh3)4团簇。构型转换的反过程也可以通过加入金刚烷硫醇完成。利用紫外可见光谱、荧光光谱、质谱、以及X射线吸收精细结构的原位分析对构型转换过程进行了监测,发现团簇的面心立方构型到正二十面体构型的转换分为两个步骤:(1)配体交换导致团簇外围结构转变;(2)团簇外围结构转变引起内核扭曲。由于结构转变,团簇的物化性质也随之改变。从面心立方Pt1Ag28到正二十面Pt1Ag28转变过程中,团簇发光位置从672nm红移到720nm,HOMO-LUMO能极差从1.86e V缩减到1.74e V。这个工作首次报道了具有不同构型的团簇同分异构体,为精确研究团簇构型转变机理以及构性关系提供了基础。(4)通过配体替换的方法,以M29(SR)18(PR’3)4团簇为模板,完成了对团簇顶点磷配体的调控。通过质谱、荧光测试、紫外吸收测试以及单晶衍射对目标产物进行了精确表征。结合之前工作中对内核金属以及外围硫醇配体的控制,实现了对M29(SR)18(PR’3)4团簇结构的多方位掌控。从性能上综合探索了M29团簇结构与荧光性能之间的关系,并通过调控团簇各个位点的元素,制备出M29团簇体系中的最强荧光团簇。这个工作丰富了M29体系,为精确研究团簇结构与性能之间的关系提供了完美的模板。2.Pt1Ag28(SR)18(PPh3)4衍生团簇的制备与表征:(1)采用“嫁接生长”的方法,对Pt1Ag28(S-Adm)18(PPh3)4团簇的表面结构进行调控,最终得到Pt1Ag31(SR)16(DPPM)3Cl3。经过质谱、单晶衍射仪、荧光以及紫外吸收测试等手段,对最终产物进行了表征。结构对比发现Pt1Ag28(S-Adm)18(PPh3)4 Ag2(DPPM)Cl2之间的反应使团簇尺寸增长。团簇表面结构的“嫁接”对团簇外围结构产生了直接影响,并对团簇内核结构产生了间接影响,使面心立方Pt1Ag12内核的构型转变为正二十面体构型。在Pt1Ag31团簇的晶胞中发现了互相对称的两种手性异构体,这两种异构体在晶胞中发生自组装,即A类平面(左旋异构体)#B类平面(右旋异构体)#A类平面(左旋异构体)#B类平面(右旋异构体)。Pt1Ag31团簇的荧光量子产率为29.3%,其荧光强度是Pt1Ag28前驱体的6倍。这个工作首次提出了“团簇嫁接生长”的方法,为可控合成新型纳米团簇提供了一个新的途径。(2)通过团簇合成过程中的配体调控,得到共结晶的Pt1Ag28(SR)20和Pt1Ag28(SR)18(HO-SR)2纳米团簇。质谱表征了团簇的共结晶现象,并进一步验证了团簇表面羟基官能团的存在。单晶衍射仪以及电子顺磁共振解析了晶体结构信息,揭示了团簇中的硫元素自变价:硫元素从硫醇中的“-2”价自调节成了羟基化硫醇中的“-1”价。这是首次发现硫元素以“S-1”的形式独立存在。由于两个Pt1Ag28纳米团簇具有不同的配体构成,即Pt1Ag28(SR)20中仅存在“SR”而Pt1Ag28(SR)18(HO-SR)2中存在“SR”以及“HO-SR”。尽管两个团簇具有同样的二十面体Pt1Ag12内核,它们体现出截然不同的壳层结构。该工作首次揭示了硫的特殊价态的存在形式,对团簇表面化学的研究有着巨大的启示作用。3.基于Ag29(SSR)12(PPh3)4团簇的性能和结构调控:(1)在Ag29(SSR)12(PPh3)4团簇的DMF溶液中加入游离态的PPh3可以抑制团簇表面PPh3配体的解离再吸附,从而实现荧光性能调控的目的。荧光监测发现,由于PPh3的加入,团簇的荧光出现了13倍的增强,最终荧光量子产率为11.7%。相比之下,Pt1Ag28(S-Adm)18(PPh3)4团簇由于表面配体不解离,所以在上述过程中荧光保持不变。这个新的团簇聚集发光机理在团簇的温控荧光研究中得到了证实。新的团簇聚集发光机理为:抑制团簇表面配体的解离-吸附过程,减少配体在团簇表面的解离耗能,从而增强团簇荧光强度。这个工作提出了一种新的团簇发光机制,与之前报道的团簇聚集发光现象完全不同,为之后荧光团簇的制备提供了新的选择。(2)通过金属掺杂的方法,实现了从单金属Ag29(SSR)12(PPh3)4到双金属Ag17Cu12(SSR)12(PPh3)4再到三金属Au1Ag16Cu12(SSR)12(PPh3)4团簇的控制合成。双金属Ag17Cu12和三金属Au1Ag16Cu12团簇的晶体结构也得到解析。温控实验发现最终制备的三金属Au1Ag16Cu12团簇在175oC下仍表现出良好的稳定性。分析不同M29团簇的XPS,结合密度泛函理论分析结果,证明了团簇稳定性的提升是由于团簇自由价电子从外围到内核的集中造成的。此外,三金属Au1Ag16Cu12团簇可作为高效催化剂在高温下催化多组分偶联反应的进行,将过去需要5个小时的反应优化为仅需3分钟。这个工作提出了一种通过将自由价电子集中到团簇内核的策略来增强金属纳米团簇的热稳定性,为以后制备超强稳定性的团簇材料提供了实验基础。4.Ag29(SSR)12(PPh3)4团簇的自组装调控以及应用探索:(1)基于Ag29(SSR)12(PPh3)4与Cs+之间的亲和反应,报道了首个Cs+吸附团簇表面的晶体结构,团簇分子式为Cs3Ag29(SSR)12(DMF)x。Ag29(SSR)12(PPh3)4对Cs+的吸附使团簇表面的PPh3配体充分解离,使最终团簇中无PPh3的存在。Cs+在团簇表面的吸附不仅显着改变了团簇的几何构型,还使团簇在晶胞中呈现出一维线性自组装。Cs3Ag29(SSR)12(DMF)x团簇组装体在溶液状态或晶体状态下呈现不同的光学性质。这个工作对理解Cs+诱导的纳米团簇构型转换以及Cs+诱导的团簇间自组装具有重要意义。(2)通过引入Cs+进入Ag29(SSR)12团簇分子,再通过调控Cs+与溶剂分子的比例与组成,得到维度可调的三种自组装产物:一维纳米线Cs@Ag29(SSR)12(DMF)x、二维平面Cs@Ag29(SSR)12(NMP)x、以及三维结构体Cs@Ag29(SSR)12(TMS)x。单晶衍射解析发现,在晶胞中,Ag29(SSR)12(PPh3)4可视作零维纳米团簇点。在Cs+离子存在的情况下,Ag29(SSR)12团簇分子在不同含氧溶剂中自组装成不同维度的纳米结构。Ag29(SSR)12结构的分级组装不仅发生在团簇的晶胞中,也存在于团簇的无定形态固体中。通过质谱、荧光测试、核磁测试以及氮气吸附脱附实验,发现Ag29团簇聚集体由于不同的表面结构和团簇组装模式,在溶液状态和结晶状态下表现出截然不同的光学性质和气体吸附性能。在所有的Ag29团簇聚集体中,二维平面Cs@Ag29(SSR)12(NMP)x展现了最大的比表面积,具有最大的气体吸附能力。这个工作通过简单调控纳米团簇表面的溶剂吸附分子实现了团簇单元之间的多维自组装,对合成功能化团簇组装材料具有指导意义。(3)在溶剂化Na+的存在下,Ag29(SSR)12(PPh3)4团簇自组装形成胶束,团簇的油溶性转变为水溶性,为团簇的生物应用奠定了基础。含氧溶剂(NMP或DMF)与Na+离子水合作用促进生成[Na1(NMP)5]+或[Na3(DMF)12]3+溶剂合离子,进一步促使Ag29(SSR)12(PPh3)4团簇在水相中自组装成团簇胶束。晶体结构解析证明胶束的基本单元为[Ag29(SSR)12(PPh3)4]3-[Na1(NMP)5]3+和[Ag29(SSR)12(PPh3)4]3-[Na3(DMF)12]3+。DLS粒径测试以及HAADF-STEM球差电镜测试从原位观察了团簇胶束的形成、生长、与稳定的过程。由于[Ag29(SSR)12(PPh3)4]3-[Na1(NMP)5]3+团簇胶束良好的水溶性以及在水相中的稳定性,团簇胶束可以被应用于细胞标记。无论是在细胞常规成像还是在细胞超分辨成像中,[Ag29(SSR)12(PPh3)4]3-[Na1(NMP)5]3+团簇胶束均对细胞溶酶体表现出特异性的选择标记。此外,团簇胶束化策略的普遍适用性也得以证明。这个工作展示了一种方便快捷且高效的团簇基生物相容纳米材料的制备方案,为结构精确团簇材料的广泛生物应用奠定了基础。
苏凯[3](2020)在《高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究》文中研究表明金刚石作为超宽禁带半导体材料,具有超强的抗辐照特性、皮秒级的超快时间响应、极高的热导率、极高的击穿场强,使其成为下一代强辐射场核探测器的理想材料。随着化学气相淀积(CVD)合成金刚石技术的发展,CVD金刚石核探测器在高能粒子探测、强辐照高温环境探测、脉冲场探测等多种应用场合表现出明显优于传统硅基核探测器的性能。金刚石核探测器研究的一个关键问题,是金刚石核探测器的性能不一致性巨大且机理尚不明确,高性能金刚石核探测器的占比很低,在最关键的参数电荷收集效率(CCE)、能量分辨率、电流-电压特性上体现的最为明显,这严重制约了金刚石核探测器的技术进步。除此以外,随着金刚石辐照成像探测需求的增加,迫切需要开发出全集成金刚石像素阵列核探测器,以充分发挥金刚石抗辐照能力强、响应快的优势,这需要在相关金刚石电子器件方面进行持续的研究。目前,国内研制出的金刚石核探测器的性能指标与国外的研究结果还有较大的差距,上升空间巨大,更是迫切需要在基础研究、材料生长、结构优化、制作工艺、机理分析等方面进行更深入的研究,从根本上改善国产金刚石核探测器性能明显落后于国际水平的研究现状。基于上述研究现状,本论文对核探测器的探测原理深入分析,针对金刚石核探测器工作的四个过程,即核辐射的能量沉积、电子空穴对的产生、非平衡载流子的输运、电子空穴对的收集,明确了载流子的输运与收集是制约金刚石核探测器的关键过程。从金刚石材料表征分析、高质量金刚石材料生长、新型核探测器结构、材料特性与性能的相关性方面,利用α粒子与X射线源开展研究并设计制作了高性能金刚石核探测器,同时,研究了与像素阵列核探测器相适应的相关金刚石电子器件。具体的研究内容以及成果如下:1、提出了面向核探测器应用的金刚石材料表征分析方法,实现了高纯高质量CVD单晶材料的生长。根据Type IIa型CVD单晶金刚石多样品的材料表征分析结果和α粒子能谱特性,提出了一种面向高性能CVD金刚石核探测器的材料筛选表征方案,其中PL谱对于杂质种类和含量的探测最为灵敏。基于该研究结果,发展了高质量高纯CVD金刚石生长工艺,采用生长衬底择优选择法、表面H2/O2等离子体刻蚀法一定程度上的降低了外延CVD层的位错密度,提高了结晶质量,XRD(004)面摇摆曲线半高宽仅为46.3 arcsec。利用9N氢气生长工艺、慢速生长法、高压强法抑制等离子球对石英窗口的刻蚀,大幅度的降低了CVD单晶金刚石的杂质含量,室温下的PL光谱结果表明,采用该生长工艺得到的CVD单晶金刚石没有发现任何杂质峰,材料杂质含量接近元素六“电子级”单晶质量。2、在国际上首次提出了一种金刚石表面终端调制核探测器结构,实现了国际一流的电荷收集性能。基于高纯“电子级”CVD单晶金刚石,通过氢等离子体在金刚石表面形成氢终端并与Au结合形成电极,利用RIE刻蚀形成了氧终端绝缘区。通过I-V测试表明该器件实现了优良的欧姆接触特性,当器件的电场强度为1 V/μm时,暗电流仅为7.46×10-13 A/mm2。得益于优良的电极界面特性,该器件对α粒子的能谱特性表明,电子与空穴的CCE展示了高度的一致性,器件对电子和空穴的CCE分别为98.6%与99.01%,对电子和空穴的能量分辨率分别为1.04%与0.76%。同时,脉冲电子束的测试结果表明,器件具有超快的时间响应,仅为347.4 ps。以上结果表明,该器件可以应用于带电粒子谱测量以及高速脉冲甄别。3、揭示了影响金刚石核探测器CCE性能的各种材料特性的作用。通过研究了不同杂质浓度、不同位错密度以及不同厚度的非故意掺杂的Type IIa型CVD单晶金刚石核探测器对α粒子能谱特性,并结合FTIR、XRD、Raman、PL和SIMS分析结果,发现限制金刚石核探测器CCE性能的主要因素是金刚石中的杂质,当氮杂质浓度从5 ppb增大到170 ppb,CCE将从98.7%降低到3.3%,而位错作为典型的晶格缺陷,当位错密度在106~107 cm-2量级时,其影响较小。同时,在我们所测试的厚度范围内(200μm~500μm)单纯地减薄金刚石晶体并不是获得高性能金刚石核探测器的好方法。而且,通过改进CVD单晶金刚石生长工艺,降低材料的杂质含量以及位错密度可以有效的提高金刚石核探测器的CCE。基于“电子级”CVD多晶金刚石核探测器对α粒子的能谱结果表明,多晶金刚石核探测器的电荷收集效率最大值受晶粒尺寸的最大值限制,不能进行有效的能量分辨,无法进行带电粒子能量鉴别。4、实现了CVD金刚石的高增益X射线探测。基于“电子级”金刚石材料,研究了工作于电流模式下的氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对剂量率为0.108~6.157Gy/min的稳态X射线的电流响应。结果表明,由于优良的欧姆接触以及体材料特性,载流子电荷再注入效应增大了探测器对X射线响应的电流增益与特征灵敏度,同时由于抑制了界面的陷阱效应,获得了接近于1的(35)指数,器件在200V(0.66 V/μm)偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及(35)指数则分别为151.83、104~106、41.441μC/Gy mm3、1.033±0.014。对于相同工艺下制备的氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器,晶粒边界的存在导致了响应电流大幅减小,300V(0.60 V/μm)偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及(35)指数则分别为3.92、2×103~105、0.9354μC/Gy mm3、0.978±0.010。5、在国际上首次提出了HZrOx/Al2O3/氢终端金刚石MFISFET新结构,其栅介质用300℃ALD工艺一次制备完成。通过研究器件的电流电压特性表明,该器件在栅压为-10V~10V电压范围下,栅极漏电流小于7.07×10-5 A/cm2,同时蝴蝶结状的C-V特性表明,该器件具有明显的铁电回滞特性。当器件工作在VDS=-0.1 V的线性区时,连续50次的直流循环扫描下,器件展示了明显的顺时针回滞曲线,记忆窗口高达7.3~9.2 V,同时器件的开关比为109。由于HZrOx铁电栅介质的负电容特性,器件的最小SS值为58 m V/decade,器件在线性区的正向扫描阈值电压范围为-5~-3.2V,反向扫描阈值电压范围为2.3~6.0 V,正反向的阈值电压差值(35)Vth与器件的记忆窗口宽度一致。当器件工作在饱和区时,转移特性回滞曲线发生了收缩,此时的Vth分别为-1.58 V与-0.02 V,器件表现出完全的增强型特性,该研究结果表明,氢终端金刚石HZrOx/Al2O3栅介质MFISFET具有高密度集成的优点,在金刚石增强型场效应晶体管、负电容场效应晶体管和恶劣环境存储领域具有潜在的应用前景,这为未来实现金刚石单片全集成的像素阵列探测器提供了新的技术方案,奠定了研究基础。
梁永福[4](2020)在《压力调控典型有机-无机杂化钙钛矿的晶体结构和光电性质》文中指出具有ABX3结构的有机-无机杂化钙钛矿(organic-inorganic hybrid perovskite,OIHP)由于其长载流子寿命、高吸收系数、多样的化学组成和晶体结构,现已成为物理、化学、材料及能源等领域的明星材料,并在光伏和光电等诸多材料领域具有巨大的应用潜能。因此,OIHP吸引着世界范围内的科学家开展深入且系统的研究。一方面,钙钛矿材料在电池领域显示了惊人的前景,钙钛矿电池的能量转换效率已经由开始的3.8%迅速提升到目前的25.2%,寿命也提高到上千小时。另一方面,OIHPs独特的结构特性使它具有优异的发光特性。其中,具有高介电系数无机层和低介电系数有机层交替排列的二维(two dimensional,2D)OIHPs拥有天然的量子阱结构和介电限制效应,显示出了优秀的发光性能。迄今为止,钙钛矿材料研究已取得了突破性进展,但是该体系领域仍面临一些关键的挑战和问题:结构稳定性不够高,带隙未达到肖特利-奎伊瑟极限值(1.34 eV),导电性能较差,发光性能亟待提高,以及晶体结构和性能关系的内在机制尚不清晰。因此,获得具有卓越光电性质的新相或者新结构的OIHPs成为本领域的重要科学问题。压力作为一种独立的热力学参量,可以有效地减小原子间距离、增加相邻电子间的轨道耦合,从而调控物质的晶体结构与电子结构,形成常规条件下无法形成的物质状态。不同于化学掺杂,压力对材料施加作用时不引入其他影响因素,因此被认为是一种“干净”的调控手段,有望获得新结构、新性质的钙钛矿材料。因此,我们选取典型的三维(three dimensional,3D)全无机杂化钙钛矿铯铅碘(CsPbI3)及2D钙钛矿丙胺铅碘[(PA)8Pb5I18],利用原位高压电学、荧光、紫外-可见-红外吸收、同步辐射XRD等实验技术,结合第一性原理计算,实现了压力对这两种钙钛矿材料的结构和性能的调控,获得了创新性成果。1.高压下3D全无机杂化钙钛矿铯铅碘(CsPbI3)晶体结构、带隙、电阻率均发生了变化,并首次获得新型有序金属相,它是一种全新的物质,CsPbI3有序金属相的发现为钙钛矿家族增加了新的成员。具体结果如下:(1)首次在杂化钙钛矿中发现了CsPbI3的新型有序金属相,确定了其晶体结构(空间群为C2/m)。原位高压XRD表明,CsPbI3从6.9 GPa的Pnma相经过混相在18.1 GPa完全转变成具有有序结构的C2/m相,且伴随着PbI6八面体构型的严重扭曲及12%的体积坍塌,这一体积塌缩是目前杂化钙钛矿中最大的。(2)成功实现了肖特利-奎伊瑟极限带隙的调控。在压力的作用下,CsPbI3的光学带隙呈线性降低,并在13.5 GPa减小到肖特利-奎伊瑟极限(1.34 eV)。而更高压力的红外反射光谱表明在42.6 GPa时CsPbI3出现由自由电子主导的金属性。(3)首次原位观测到CsPbI3绝缘体-金属的转变。CsPbI3的电阻率在压力作用下指数减小了11个数量级,并在39.3 GPa发生了绝缘体-金属的转变。(4)揭示了带隙减小和压致金属化的内在机制。基于第一性原理的电子能带和电子局域函数计算确定了这种转变是由PbI6八面体结构的反常变化引起的,并揭示了Pb-I键长和Pb-I-Pb键角的变化对CsPbI3带隙的减小及金属化作用的物理机制。2.高压下2D杂化钙钛矿(PA)8Pb5I18的晶体结构稳定性、带隙及荧光性质研究。我们通过压力调控八面体构型获得了近百倍的荧光增强,揭示了其荧光增强的物理机制,为2D钙钛矿的应用设计提供了科学依据。具体结果如下:(1)首次发现严重倾斜扭曲的PbI6八面体使(PA)8Pb5I18在10.7 GPa发生等结构相变,同时伴随着6%的晶格体积塌缩。(2)在压力的作用下,2D OIHP(PA)8Pb5I18不断变化的Pb-I键长和Pb-I-Pb键角使(PA)8Pb5I18的带隙持续降低。由常压的2.33 eV减小到35.0 GPa的1.26eV。(3)在3.5 GPa(PA)8Pb5I18荧光出现了将近百倍的增强(80倍)。在压力的作用下,(PA)8Pb5I18的荧光从常压较弱的绿色转变为3.5 GPa时耀眼的黄色。高压荧光光谱表明常压下宽而弱的低能量峰在加压过程中增加了近80倍。(4)解释了荧光增强的内在机制。原位高压实验表明:在压力的作用下,PbI6八面体无机层和丙胺分子之间不断增强的氢键可以牵引PbI6八面体沿着I2-I4轴向面外倾斜,扭曲的无机晶格和激子之间产生的强耦合作用使自陷态加深并促进自由激子向自陷激子转变,数量不断增加的自陷激子增加了自身的辐射跃迁概率,成就了近百倍的荧光增强。我们的研究结果表明高压可以有效的优化杂化钙钛矿材料的晶体结构和光电性能,并为解决其稳定性和性能提升等问题提供了新思路和新途径。
张熙明[5](2020)在《自由电子激光SASE光束线在线诊断能谱仪的设计和研究》文中研究表明同步辐射技术近年来得到了快速的发展,它覆盖了从红外到硬X射线的光谱范围,并且具有光谱连续、亮度高、准直性好等特点,在物理、化学、生物学、生命科学、材料科学等科学研究领域具有广泛的应用。作为第四代光源的自由电子激光,在亮度、相干性和可调光谱范围上更优于同步辐射光源。目前世界上已经建成了多台自由电子激光装置,德国的TESLA装置,美国的LCLS装置,意大利的FERMI装置,日本的SCSS装置,韩国Puhang以及中国的大连光源(DCLS)和上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)。上海软X射线自由电子激光装置是中国第一台X射线相干光源,其光谱可范围以覆盖2 nm~10 nm。该装置是基于1.5 Ge V的C波段高梯度电子直线加速器,包含1条种子型自由电子激光(FEL)束线,1条自放大自发辐射(SASE)光束线和5个实验站。其中SASE自由电子激光光束线,即活细胞成像光束线正在在建设中,能量范围约为103到1033 e V,包含前端区、吸收器、偏置平面镜PM1、平面镜PM2(含诊断光栅)、单色器、压弯镜、KB镜、椭球镜EM6等。束线采用两分支模式,优化满足生物成像、表面化学、超快物理等实验站对小光斑、高脉冲光子通量等需求,并结合实验站具体需求,实现了白光和单色光切换、光斑水平尺寸可调等功能。其中北支线由偏转平面镜、诊断光栅、KB镜组(椭圆柱面镜和平面镜)构成,主要用于生物细胞成像实验站。由于SASE光束线中X光的每个单脉冲特性没有HGHG(High Gain Harmonic Generation)模式稳定,因此对束线中X光单脉冲的检测要保证高可靠度和高精度,这样实验人员就可以使他们的数据更为准确,同样可以帮助束线科学家来维护和优化自由电子激光束线。所以有必要设计一种可以分辨每束自由电子激光脉冲的检测工具来满足用户和束线科学家的需求。目前国内外的在线诊断能谱仪主要针对低能段而设计,无法满足高能段对光束检测的分辨率要求。因此本工作设计了一个可以针对高能段优化的在线诊断能谱仪,该谱仪包含一个平面镜和一个变线间距光栅,可以用于在自由电子激光束线X光传播过程中检测单脉冲的能谱特性。本工作使用束线追迹的方法来模拟X光在束线中的传播以便研究它的转播特性,即通过SHADOW模型和SRW模型来研究X光在光束线传播过程来分析在线诊断能谱仪的分辨率和聚焦特性,以及面形误差对聚焦光斑的影响。谱仪的能量分辨率约为3×104(E/ΔE)(光子能量620 e V),论文分析比较了在不同模型情况下,在线诊断能谱仪的+1阶聚焦光斑和分辨率。为了优化所选用的变线间距光栅,在100 e V到1000 e V能量范围分别详细计算和比较了2000 l/mm和3000 l/mm线密度光栅的+1阶聚焦光斑的分辨率和谱仪参数,如+1阶衍射角β,出射臂长r2以及聚焦面和衍射臂之间的夹角θ。通过模拟模拟,3000 l/mm线密度光栅在1033 e V的分辨率可达2.5×104(E/ΔE),而2000 l/mm线密度光栅只有1.5×104(E/ΔE),说明3000 l/mm光栅更适合高能段(光子能量大于800 e V)的能谱诊断。同时采用B4C镀层来降低自由电子激光高功率对镜面的辐射损伤,并且选择刻槽宽度和周期长度比为0.65以及刻槽深度为6 nm的设计使得在620 e V能量下B4C镀层的镜子衍射效率可达到18%。此外在实际光学元件在加工过程中会存在一定的面形误差,面形误差是衡量光学元件表面质量的重要指标。镜子的面形和高度误差相关联,会影响光束的相干性和波前,进而影响最终的光斑,选择合适面形误差的镜子对于整条光束线的设计非常关键。因此对KB镜支线各镜子加入实际面形误差后再进行束线追迹,分析得出面形误差对在线诊断谱仪的+1阶聚焦光斑影响很小,但是对最终聚焦光斑会产生较大的影响。根据模拟结果,当平面镜面形误差控制在0.1μrad到0.2μrad,同时椭圆柱面镜控制在0.4μrad以内,聚焦光斑尺寸在4μm以内。当采用现有镜子的实际面型误差(平面镜PM1、PM2、ECM7、椭圆柱面镜ECM8和ECM9的子午方向面形误差分别为0.1μrad、0.1μrad、0.2μrad、0.2μrad和0.2μrad(RMS)),聚焦光斑尺寸为3.3703μm,是理想情况光斑子午方向尺寸的约1.2倍。本工作为软X射线自由电子激光的在线诊断能谱仪提供了有意义的设计方法和详细的数据,可以为其他自由电子激光光束线的优化设计提供参考和依据。
章征伟[6](2020)在《磁驱动固体套筒内爆理论与实验研究》文中研究指明磁驱动固体套筒内爆是指在柱面汇聚构型下利用脉冲功率装置产生的大电流/强磁场驱动固体介质至每秒数公里至数十公里的内爆速度,通过非冲击/冲击方式产生高压/高能量密度状态。与其他加载方式不同,磁压与线电流密度平方成正比,不存在驱动速度的原理性上限,且柱面构型下电流产生的磁场具有角向对称性,因而加载均匀性更高。作为一种标准柱面加载方式,磁驱动固体套筒内爆已广泛应用于流体动力学、材料物性和聚变能源等领域,研究的问题包括金属界面不稳定性、表面微喷/微层裂、材料损伤断裂、汇聚激波传播、气-粒两相流、状态方程和材料本构等。本文首先从薄壳模型、不可压缩模型、电作用量-速度模型等简化模型出发,建立了包含驱动源-负载耦合效应的全电路模型,实现了驱动源-负载参数范围的快速优选;以上述简化模型为基础,开展了 FP-1/2脉冲功率装置上负载优化设计和套筒内爆动力学特性的影响机制分析。然后,基于一维弹塑性磁流体力学基本方程组,采用Wilkins差分方法,完成了 SOL1D程序代码的编制,建立了更精细的固体套筒内爆理论分析与设计方法;通过与FP-1装置及美国ZR装置上实验结果的比对分析,确认了 SOL1D程序代码的准确性和适用性;最后,基于FP-1装置,发展建立了固体套筒内爆界面不稳定性、气-粒两相流物理实验技术和方法;根据套筒内爆的汇聚压缩特征,通过理论推导,建立了强度介质汇聚压缩界面MRT不稳定性和冲击RM不稳定性增长的解析分析方法,获得的解析结果得到FP-1装置上实验结果的验证;基于气-粒两相流理论,比较了汇聚压缩条件下压力梯度力和阻力的相对大小,并分析了气体激波汇聚和反弹过程对颗粒群分布的影响,初步建立了依托SOL1D程序代码的气粒混合理论模拟方法,获得的理论结果与FP-1装置上实验结果定性符合。本文主要结论和研究的创新之处如下:1.初步建立了简化模型用于固体套筒参数范围快速优化选取、一维弹塑性磁流体动力学程序用于物理实验参数精细化模拟的系统理论及设计方法。2.基于FP-1装置,完善了固体套筒柱面均匀内爆实验技术,撞靶时间分散性小于60ns;基于上述实验技术,发展建立了固体套筒内爆界面不稳定性、气-粒两相流物理实验与分析方法。3.基于薄壳内爆微扰分析,解析推导了有限厚度条件下带强度效应的MRT不稳定性扰动增长公式,通过FP-1装置上的实验结果验证了本文的解析解;在Mikaelian理论基础上,本文引入汇聚效应并进行强度修正,得到了汇聚压缩条件下脉冲加载型RM扰动增长公式,与实验结果的对比证明了强度修正的正确性。4.通过SOL1D程序并结合FP-1装置上的充气压缩实验,获得了汇聚压缩过程中气区流场的变化规律,在此基础上引入了压力梯度力,对颗粒度和速度分布的影响进行了计算分析,并结合FP-1装置上的粗糙锡靶实验得到了气体激波反弹是颗粒群厚度后期压缩的主要原因。5.提出“电作用量不仅是套筒物理状态的判据,也是动力学参量(速度)的内变量”的论断。通过相关假定得到了内爆速度的简化计算公式,其合理性得到了 FP-1装置上套筒内爆速度曲线的验证。6.驱动源-负载耦合的全电路模型可以快速评估负载参数、结构和材料性质的影响。结果显示:系统固定阻抗越小,负载参数对加载电流的影响就越大;当回流柱厚度和套筒飞层厚度相当时,其膨胀做功对内爆速度具有显着的减弱作用;解析获取了线电流密度阈值条件,当线电流密度小于给定的阈值条件时,材料屈服强度和塑性功耗散对内爆速度的影响不能忽略。本文总共七章:第一章是绪论;第二章是套筒内爆的简化模型;第三章介绍负载参数优化设计方法并给出了影响套筒内爆的主要机制;第四章介绍SOL1D程序的编制方法;第五章研究了柱面内爆下MRT不稳定性和冲击RM不稳定性的扰动增长规律;第六章介绍了汇聚压缩条件下气粒两相流的研究结果;第七章是总结与展望。
杨咏梅[7](2020)在《基于条纹相机的超快二维成像技术研究》文中研究指明实现惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)过程中各种超快现象的高时空分辨诊断对成功实现ICF具有重要的意义,尤其是对可见光的测量可以有效地获得激光打靶过程中一些关键的物理参数。但是,现有的成像诊断技术已远远不能满足ICF诊断对时空分辨率的要求。二维转一维传像束耦合条纹相机形成的传像束系统和压缩超快成像系统(compressed ultrafast photography system,CUP系统)均通过条纹相机完成记录,具备条纹相机带来的世界上最快的时间分辨率(通常为ps量级)这一诊断优势,因此这两种基于条纹相机的超快二维成像技术在ICF诊断中具有十分广阔的应用前景。但由于ICF的物理过程复杂,以上两种超快二维成像技术无法直接应用于ICF的相关诊断中,还需对其应用做进一步的研究。本文在此基础上首先对这两种超快二维成像技术进行了详细的介绍,并提出根据两者的特点,将其应用于不同的超快物理诊断中。CUP系统用来完成冲击波诊断,形成一套具有超快时间分辨能力的二维冲击波诊断系统;传像束系统用来完成近背向散射光诊断,形成一套具有超快时间分辨能力的二维近背向散射光诊断系统。在实验诊断的基础上,建立了简化的以及更符合实际情况的冲击波模型,从理论上验证了CUP系统应用于冲击波诊断的可能性,说明了此套具有超快时间分辨能力的二维冲击波诊断系统的可行性。此外,通过在实验室搭建离线的CUP系统,成功还原了一个时间分辨率为2ps的光斑随时间不断演化的过程。在此基础上,在神光III原型激光装置内搭建了该新型二维冲击波诊断系统,参与了冲击波的诊断实验。根据实验结果并结合实际情况,对该系统进行了一定的优化改善:取消了外置CCD的使用,为实验过程提供了较大的便利;使用两条4f系统代替了分束立方体,极大地提高了光强,增强了图像对比度;找到了更适合重构冲击波条纹图像的算法。以上研究为二维冲击波诊断系统后续的应用打下了坚实的基础。同时通过离线实验研究了二维转一维传像束,实验结果证明了这套系统具有一定的二维图像测量能力。并在此基础上,在神光III原型激光装置内搭建了具有超快时间分辨能力的二维近背向散射光诊断系统,完成了近背向散射光测量实验,实现了时间分辨率高达5ps的二维测量。最后根据实际情况,提出该系统优化改进的可行性,优化传像束二维端中光纤的排布并使用直径更小的光纤使其具有更高的空间分辨率以完成极端条件下更高精度物理过程的测量。本文的研究将有助于对ICF过程中产生的可见光内容进行超快二维诊断,为其他的核聚变诊断技术提供参考,对成功实现ICF具有十分重要的实际应用价值。
田建民[8](2020)在《激光物质相互作用过程中离化效应和百兆高斯自生磁场的研究》文中进行了进一步梳理随着激光技术的发展,超强激光与物质相互作用已成为物理学前沿研究中的一个重要方向。超强激光与物质相互作用产生的各种电子源、离子源和辐射源等,已经应用于高能量密度物理实验研究,并有望在材料探测、癌症治疗等方面得到应用。本论文主要研究了两个方面的内容,一是离化效应对超强激光与CH气体靶相互作用的影响,二是超强激光和纳米丝靶相互作用过程中自生磁场的产生和影响。利用包含碰撞和电离物理建模的粒子模拟(PIC)方法,我们研究了超强激光与CH气体靶的相互作用。研究发现:激光与近临界密度CH气体靶相互作用时,当激光能量耗尽后会在等离子体通道尾部形成磁偶极子涡旋(内部自生磁场高达100 MG),该磁偶极子涡旋会在磁压作用下自持存在较长时间;等离子体通道的形成分为两个阶段,在激光能量耗尽之前等离子体通道主要通过激光有质动力排开电子形成,当激光能量耗尽之后等离子体通道主要依靠磁偶极子涡旋中磁压的作用形成。研究还发现,不考虑离化过程情况下磁偶极子涡旋向前运动时较容易发生偏折,导致因其形成的等离子体通道也会发生偏折;考虑离化过程情况下,离化效应可以抑制等离子体通道的偏转,其原因是离化效应可以抑制等离子体通道前沿形成等离子体密度的堆积。百兆高斯自生磁场不仅对等离子体通道产生影响,还会影响强流电子束的产生和输运效率。基于电子磁流体方程组,我们建立了超强激光与纳米丝靶相互作用过程中自生磁场强度和分布的理论模型,理论模型表明自生磁场的分布和强度主要由纳米丝靶中超热电子束流的强度和等离子体密度梯度决定,而靶材料对纳米丝靶中自生磁场的影响较小。开展了激光与纳米丝靶相互作用的PIC模拟研究,模拟给出的自生磁场与理论模型预测基本一致;模拟结果还表明:电子在纳米丝靶中的运动受自生磁场的影响较大,而离子在纳米丝靶中的运动主要受静电场的影响,通过理论分析发现处于纳米丝靶自生电磁场中的离子跨越两根纳米丝的时间大约是100 fs,因此纳米丝靶能够保持结构完整的时间大约在50~100 fs之间,模拟结果和理论分析结果较为一致。该研究对认识纳米丝靶结构在改善强激光与靶相互作用产生高能电子束和离子束品质中的作用有重要意义。在本论文中,我们首先介绍了本论文的研究背景和基础知识,包括激光聚变的基本概念,激光技术的发展历程,超强激光驱动粒子源的研究进展,以及PIC模拟方法。在第二章,我们详细介绍了 PIC模拟中的离化动理学模型,包含场致电离和碰撞电离的处理,电复合过程和离化势的处理。在第三章,介绍了利用包含电离过程的粒子模拟(PIC)方法,模拟研究超强激光与CH气体靶相互作用获得的研究结果。在第四章,介绍了超强激光与纳米丝靶相互作用过程中自生磁场的理论模型,以及相关的数值模拟结果。最后是总结和展望。
宋韩冬[9](2019)在《微结构透射阳极X射线源的设计与实验研究》文中研究说明自2006年Pfeiffer提出基于常规X射线源的光栅相衬成像方法以来,此相衬成像方法得到了广泛的研究,并最有可能应用于实际生活中。该成像方法的优点是在常规X射线源中就可获得相干度较高的X射线光子,降低了对X射线光源的要求。但是此相衬成像方法所要求的分析光栅为大面积小周期结构,而制作大面积小周期光栅一直是世界性难题。瑞士学者Tilman Donath在2009年提出了逆Talbot-Lau光栅相衬成像方法。此方法增大了分析光栅的周期,降低了分析光栅的制作难度,但是需要制作小周期的源光栅。本文就基于逆Talbot-Lau光栅相衬成像方法以解决源光栅制作问题开展工作,将位于X射线源后的源光栅通过微纳加工方法直接制作在普通X射线源中。这样,逆Talbot-Lau光栅相衬成像系统就不需要源光栅,因此可以简化成像系统结构,对基于逆Talbot-Lau光栅相衬成像方法应用于实际生活中起到了促进作用。本文围绕微结构透射阳极X射线源器件的研制来开展工作,设计和制作了一款平面型X射线阴极,在热解石墨和导电金刚石衬底上制作了微米级的钨阵列阳极结构。具体工作内容如下:1、从电子发射的角度分析螺旋状阴极存在的不足,设计出一种平面型阴极结构,在开放式真空器件测试平台上测得平面型阴极结构实际电子焦斑寸尺为0.4mm×0.4mm,符合透射式X射线源对焦斑尺寸大小的要求。2、分析透射式结构在相衬成像系统中的优势,通过公式计算出在30kV时X射线可透过金属钨膜的厚度为1.07μm,分析并选择原子序数低、熔点高、导热性高以及导电性良好的碳系物质作为阳极衬底。3、使用光刻工艺、磁控溅射镀膜工艺、溶脱剥离工艺在热解石墨和导电金刚石衬底上制作出周期24μm,线宽3.5μm的钨阵列结构,在各种衬底上制取的钨膜厚度为1μm左右,比较各种衬底工艺参数的差异,最后在开放式真空器件测试平台上对带有钨阵列结构的热解石墨和导电金刚石阳极衬底进行轰击测试。
尤丽红[10](2019)在《基于聚集诱导发光和胆甾醇基团的手性发光液晶的合成及圆偏振发光性能研究》文中研究指明近年来,圆偏振光在化学传感器、生物探针、3D显示器、分子光开关、光学数据存储、先进医学成像技术等领域应用广泛,受到越来越多的关注。手性发光液晶同时具有液晶的取向结构、AIE发光特性以及手性,能够直接作为圆偏振光发射源,通过手性发光液晶自组装获得圆偏振光是最简单最直接有效的方法。传统的液晶基元不发光,为获得发光的液晶,我们采用聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)基团对液晶进行了修饰,解决了聚集导致荧光淬灭的问题。本文通过合理的分子设计,合成了两类含胆甾醇基团的固态高效圆偏振发光液晶分子:基于四苯基乙烯(Tetraphenylethene,TPE)的胆甾醇衍生物和基于二氰基二苯乙烯苯(Dicyanostilbenzene,DCS)的胆甾醇衍生物。通过核磁共振(1H NMR和13C NMR)、高分辨质谱(MS)对产物的化学结构予以确认;利用紫外-可见光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)、荧光量子效率、瞬态荧光光谱等考察产物的发光行为;使用热重分析(TGA)、差热扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)、变温一维X-射线衍射(1D-WAXD)、二维X-射线衍射(2D-WAXD)以及小角X-射线散射(SAXS)研究液晶相结构及相转变;通过圆二色谱(CD)和圆偏振光谱(CPL)研究圆偏振发光行为;同时,利用纳米压印技术制备高分辨率的有序微纳米图案,并通过正置的荧光显微镜和场发射电子扫描显微镜(SEM)进行观察。主要内容如下:1.以具有螺旋桨结构的AIE分子TPE作为发光基元,含多个手性中心的胆甾醇作为手性液晶基元,调节间隔基长度得到了四种四取代的同时具有AIE特性、液晶性和圆偏振发光(CPL)的固态高效圆偏振发光液晶材料,它们分别是TPE-Chol、TPE-2C-Chol、TPE-5C-Chol、TPE-8C-Chol。研究结果显示:四个分子均具有液晶性,其中可在偏光显微镜下观察到TPE-8C-Chol分子有油丝状织构出现,其他化合物则以胆甾相的扇形织构为主;该系列分子均显现出明显的AIE特性,固态时具有很高的荧光量子产率,其中TPE-5C-Chol固体的荧光量子效率达到55.8%;圆偏振发光性能超过了非液晶性手性分子,表现出良好的AICD、AICPL特性。运用纳米压印技术(Nano Imprinting Lithography,NIL)可制备得到不同尺寸不同样式的高分辨率有序纳米图案,说明该系列化合物加工性能良好。2.以二氰基二苯乙烯苯(DCS)作为发光基元,通过碳酸酯键将胆甾醇连接到DCS上。由于DCS的共轭程度较大,其发射波长在530 nm左右,为黄色或黄绿色荧光。本文分别研究了两种结构DCS(α-DCS和β-DCS)衍生物的性质。研究表明,以α-DCS为核心的分子表现出明显的AIE效应,其固态发光效率达到30.3%。间隔基较长的α-DCS-8C-Chol相比间隔基较短的α-DCS-5C-Chol产物表现出更好的手性液晶相,其薄膜状态下的CPL信号也更强。以β-DCS为核心的分子在溶液状态和本体状态均表现出较强的发光性能,其中β-DCS-5C-Chol溶液和本体的量子效率分别达到了45.8%和73.7%。在偏光显微镜下β-DCS系列分子均能观察到胆甾相织构,且间隔基长的产物手性液晶性能更好,其薄膜状态下的CPL信号也更强。该系列分子成膜性好易于加工,运用纳米压印技术可制备得到不同尺寸不同样式的高分辨率有序纳米图案,以达到提高其荧光量子效率的目的。
二、日本科学家发现超高强度X光(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、日本科学家发现超高强度X光(论文提纲范文)
(1)Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿晶体的压力诱导发光增强研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 高压科学简介 |
1.2 金属卤素钙钛矿材料 |
1.2.1 钙钛矿材料维度的可调性 |
1.2.2 二维有机-无机卤化钙钛矿的研究进展 |
1.3 金属卤素钙钛矿材料的高压研究现状 |
1.4 本论文的研究内容和意义 |
第二章 高压装置及原位测试技术 |
2.1 金刚石对顶砧压机装置 |
2.2 原位高压测量技术 |
2.2.1 原位高压荧光光谱 |
2.2.2 原位高压紫外-可见吸收光谱 |
2.2.3 原位高压拉曼光谱 |
2.2.4 原位高压红外吸收光谱 |
2.2.5 原位高压ADXRD实验 |
第三章 高压下二维钙钛矿(ETA)_2PbI_4的荧光增强与压致变色 |
3.1 研究背景 |
3.2 实验部分 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 原位高压荧光光谱及其分析 |
3.3.2 原位紫外-可见吸收光谱及其分析 |
3.3.3 原位高压同步辐射XRD图谱及其分析 |
3.3.4 原位高压拉曼光谱及其分析 |
3.3.5 理论计算及其分析 |
3.3.6 压力诱导荧光增强的分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 高压下二维钙钛矿(2meptH_2)PbCl_4的荧光增强与白光调制 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验部分 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 原位高压荧光光谱及其分析 |
4.3.2 原位高压紫外-可见吸收光谱及其分析 |
4.3.3 原位高压同步辐射XRD图谱及其分析 |
4.3.4 原位高压红外吸收光谱实验及其分析 |
4.3.5 压力诱导荧光增强的分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 二维双钙钛矿(BA)_4AgBiBr_8的压力诱导发光研究 |
5.1 研究背景 |
5.2 实验部分 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 原位高压荧光光谱及其分析 |
5.3.2 原位高压紫外可见吸收光谱及其分析 |
5.3.3 原位高压ADXRD图谱及其分析 |
5.3.4 原位高压红外吸收光谱及其分析 |
5.3.5 带隙理论计算结果分析 |
5.3.6 机理分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 论文结论 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间发表的文章 |
致谢 |
(2)基于Ag29团簇及其衍生团簇的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 纳米团簇的控制合成 |
1.1.1 Brust合成法及单相合成法 |
1.1.2 尺寸集中法 |
1.1.3 配体诱导结构转变法 |
1.1.4 研磨法 |
1.1.5 合金纳米团簇的制备 |
1.2 纳米团簇的晶体结构 |
1.2.1 聚合模式 |
1.2.2 穿插模式 |
1.2.3 Au_4结构单元的堆叠 |
1.2.4 M_(13)结构单元的堆叠 |
1.2.5 核壳堆积 |
1.2.6 层状堆积 |
1.2.7 其他组装模式 |
1.3 纳米团簇的物化性质 |
1.3.1 荧光性质 |
1.3.2 手性 |
1.3.3 电化学性质 |
1.3.4 磁性 |
1.4 纳米团簇的实际应用 |
1.4.1 催化应用 |
1.4.2 离子探针 |
1.4.3 生物成像 |
1.5 本课题的选题依据和研究内容 |
1.5.1 本课题的选题目的和意义 |
1.5.2 本课题的主要内容和结果 |
1.6 参考文献 |
第二章 M_(29)(SR)_(18)(PPh_3)_4系列团簇的可控合成、结构调控、以及原子级别的构性关系 |
2.1 [Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]纳米团簇的结构表征及光学性质 |
2.1.1 引言 |
2.1.2 试剂与仪器 |
2.1.2.1 试剂 |
2.1.2.2 仪器 |
2.1.3 实验部分 |
2.1.3.1 Pt_1Ag_(24)(SPhMe_2)_(18)团簇的合成 |
2.1.3.2 Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4团簇的合成 |
2.1.3.3 测试表征 |
2.1.3.4 晶体生长与测试 |
2.1.3.5 飞秒瞬态吸收光谱表征以及荧光寿命测试 |
2.1.4 结果与讨论 |
2.1.4.1 从Pt_1Ag_(24)到Pt_1Ag_(28)反应过程的跟踪 |
2.1.4.2 Pt_1Ag_(28)纳米团簇的晶体结构 |
2.1.4.3 Pt_1Ag_(24)和Pt_1Ag_(28)团簇的光学性质对比 |
2.1.4.4 Pt_1Ag_(24)和Pt_1Ag_(28)团簇的稳定性对比 |
2.1.5 本章节小结 |
2.1.6 参考文献 |
2.2 合金M_(29)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4纳米团簇的可控合成 |
2.2.1 引言 |
2.2.2 试剂与仪器 |
2.2.2.1 试剂 |
2.2.2.2 仪器 |
2.2.3 实验部分 |
2.2.3.1 Au~Ⅰ(PPh_3)Cl配合物的合成 |
2.2.3.2 Ag~Ⅰ(PPh_3)NO_3或Cu~Ⅰ(PPh_3)_2Cl配合物的合成 |
2.2.3.3 单金属纳米团簇[Ag29(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(3+)的合成 |
2.2.3.4 双金属纳米团簇[Au_1Ag28(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(3+)的合成 |
2.2.3.5 双金属纳米团簇[M_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+) (M=Pt/Pd)的合成 |
2.2.3.6 三金属纳米团簇[Pt_1Ag_(12+x)Cu_(16-x)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)(x= 0-4)的合成 |
2.2.3.7 三金属纳米团簇[Pt_1Ag_(12)Cu_(16)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)或[Pt_1Ag_(16)Cu_(12)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)的合成 |
2.2.3.8 三金属纳米团簇[Pd_1Ag_(12+x)Cu_(16-x)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)(x=0-4)、[Pd_1Ag_(12)Cu_(16)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)、以及[Pd_1Ag_(16)Cu_(12)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)的合成 |
2.2.3.9 三金属纳米团簇[Au_1Ag_(12+x)Cu_(16-x)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(3+)(x=0-4)的合成 |
2.2.3.10 三金属纳米团簇[Au_1Ag_(12)Cu_(16)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(3+)和[Au_1Ag_(16)Cu_(12)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(3+)的合成 |
2.2.3.11 四金属纳米团簇[Pt_1Ag_(12)Cu_(16-x)Au_x(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]2+(x=0-4)的合成 |
2.2.3.12 四金属纳米团簇[Pt_1Ag_(12)Cu_(12)Au_4(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)的合成 |
2.2.3.13 四金属纳米团簇[Pd_1Ag_(12)Cu_(16-x)Au_x(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)(x=0-4)和[Pd_1Ag_(12)Cu_(12)Au_4(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)的合成 |
2.2.3.14 其他M_(29)合金纳米团簇的合成 |
2.2.3.15 Au_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4以及Pt_1Ag_(12)Cu_(16)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4团簇的结晶 |
2.2.3.16 测试表征 |
2.2.3.17 晶体测试 |
2.2.3.18 理论计算方法 |
2.2.4 结果与讨论 |
2.2.4.1 M_(29)团簇的结构与组成分析 |
2.2.4.2 控制M_(29)团簇模板中的中心原子 |
2.2.4.3 控制M_(29)团簇模板中的壳层原子 |
2.2.4.4 控制M_(29)团簇模板中的顶点原子 |
2.2.4.5 M_(29)团簇体系的分析 |
2.2.4.6 协同效应对团簇性质的影响 |
2.2.5 本章节小结 |
2.2.6 参考文献 |
2.3 [Pt_1Ag_(28)(SR)_(18)(PPh_3)_4]纳米团簇的同分异构现象 |
2.3.1 引言 |
2.3.2 试剂与仪器 |
2.3.2.1 试剂 |
2.3.2.2 仪器 |
2.3.3 实验部分 |
2.3.3.1 Pt_1Ag_(28)-1团簇的合成 |
2.3.3.2 Pt_1Ag_(28)-1向Pt_1Ag_(28)-2团簇的转化 |
2.3.3.3 Pt_1Ag_(28)-2向Pt_1Ag_(28)-1团簇的转化 |
2.3.3.4 温度与团簇荧光强度之间的关系 |
2.3.3.5 团簇催化性质的研究 |
2.3.3.6 测试表征 |
2.3.3.7 晶体生长与测试 |
2.3.3.8 X射线吸收精细结构光谱的测试(XAFS) |
2.3.3.9 密度泛函理论计算(DFT) |
2.3.4 结果与讨论 |
2.3.4.1 团簇的合成与表征 |
2.3.4.2 Pt_1Ag_(28)-1与Pt_1Ag_(28)-2互相之间的转化 |
2.3.4.3 XAFS结果分析 |
2.3.4.4 Pt_1Ag_(28)-2团簇的温控荧光 |
2.3.5 本章节小结 |
2.3.6 参考文献 |
2.4 基于Ag_(29)团蔟模板的表面磷基配体控制 |
2.4.1 引言 |
2.4.2 试剂与仪器 |
2.4.2.1 试剂 |
2.4.2.2 仪器 |
2.4.3 实验部分 |
2.4.3.1 [Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]~(2+)团簇的制备 |
2.4.3.2 不同磷基配体的[Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4]~(2+)团簇的制备 |
2.4.3.3 从[Au_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_2~pCH=CH_2)_4]~(3+)团簇向[Au_5Ag_(24)(S-Adm)_(18)(PPh_2~pCH=CH_2)_4]~(3+)团簇的转变 |
2.4.3.4 [Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4]~(2+) {PR_3=PPh_2Ph~pCH=CH_2, P(Ph-~pOMe)_3,或P(Ph-~pF)_3}团簇的单晶制备 |
2.4.3.5 [Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4]~(2+) {PR_3=PPh_2Ph~pCH=CH_2, P(Ph-~pOMe)_3,或P(Ph-~pF)_3}团簇的单晶解析 |
2.4.3.6 测试表征 |
2.4.4 结果与讨论 |
2.4.4.1 不同磷配体的Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4团簇的制备和表征 |
2.4.4.2 不同磷配体的Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4团簇的晶体结构 |
2.4.4.3 不同磷配体的Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PR_3)_4团簇的荧光性质 |
2.4.4.4 M_(29)(SR)_(18)(PR_3)_4团簇体系中最强荧光团簇的制备 |
2.4.5 本章小结 |
2.4.6 参考文献 |
第三章 PtiAg_(28)(SR)_(18)(PPh_3)_4衍生团簇的制备与表征 |
3.1 团簇的嫁接生长:从Pt_1Ag_(28)到Pt_1Ag_(31) |
3.1.1 引言 |
3.1.2 试剂与仪器 |
3.1.2.1 试剂 |
3.1.2.2 仪器 |
3.1.3 实验部分 |
3.1.3.1 [Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4]Cl_2团簇的合成 |
3.1.3.2 Ag_2(DPPM)Cl_2配合物的合成 |
3.1.3.3 [Pt_1Ag_(31)(S-Adm)_(16)(DPPM)_3Cl_3]Cl_4团簇的合成 |
3.1.3.4 团簇荧光随温度的变化测试 |
3.1.3.5 晶体生长与测试 |
3.1.3.6 理论计算 |
3.1.3.7 测试表征 |
3.1.4 结果与讨论 |
3.1.4.1 Pt_1Ag_(28)团簇到Pt_1Ag_(31)团簇的生长 |
3.1.4.2 Pt_1Ag_(28)和Pt_1Ag_(31)的结构对比 |
3.1.4.3 Pt_1Ag_(31)团簇的对称性 |
3.1.4.4 Pt_1Ag_(28)和Pt_1Ag_(31)的性质对比 |
3.1.5 本章节小结 |
3.1.6 参考文献 |
3.2 基于Pt_1Ag_(28)模板对团簇中硫变价行为的研究 |
3.2.1 引言 |
3.2.2 试剂与仪器 |
3.2.2.1 试剂 |
3.2.2.2 仪器 |
3.2.3 实验部分 |
3.2.3.1 2-AdmSH配体的合成 |
3.2.3.2 Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(20)及Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(18)(HO-2-S-Adm)_2团簇的合成 |
3.3.3.3 Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(20)及Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(18)(DO-2-S-Adm)_2团簇的合成 |
3.2.3.4 Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(20)及Pt_1Ag_(28)(S-2-Adm)_(18)(H~(18)O-2-S-Adm)_2团簇的合成 |
3.2.3.5 Pt_1Ag_(28)(S-1-Adm)_(18)(PPh_3)_4或Pt_1Ag_(28)(S-c-C_6H_(11))_(18)(PPh_3)_4团簇的合成 |
3.2.3.6 测试表征 |
3.2.3.7 晶体生长与测试 |
3.2.4 结果与讨论 |
3.2.4.1 团簇的制备、表征、与结构分析 |
3.2.4.2 硫的自变价 |
3.2.4.3 团簇的共结晶 |
3.2.4.4 质谱及其他测试 |
3.2.5 本章节小结 |
3.2.6 参考文献 |
第四章 以Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4为基础的团簇性质和结构的调控 |
4.1 基于Ag_(29)团簇的一种新的AIE机理 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 试剂与仪器 |
4.1.2.1 试剂 |
4.1.2.2 仪器 |
4.1.3 实验部分 |
4.1.3.1 Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4团簇的合成 |
4.1.3.2 Pt_1Ag_(28)(S-Adm)_(18)(PPh_3)_4团簇的合成 |
4.1.3.3 Pt_1Ag_(28)(SSR)_(12)(PPh_3)_4团簇的合成 |
4.1.3.4 PPh_3配体浓度与团簇荧光之间的关系 |
4.1.3.5 温度与团簇荧光之间的关系 |
4.1.3.6 测试表征 |
4.1.4 结果与讨论 |
4.1.4.1 Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4团簇的荧光与结构表征 |
4.1.4.2 一种新的AIE机理 |
4.1.4.3 温度与团簇荧光之间的关系 |
4.1.5 本章节小结 |
4.1.6 参考文献 |
4.2 自由价电子集中策略制备超稳定M_(29)纳米团簇及其催化应用 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 试剂与仪器 |
4.2.2.1 试剂 |
4.2.2.2 仪器 |
4.2.3 实验部分 |
4.2.3.1 Au(PPh_3)Cl的制备 |
4.2.3.2 Cu(Ⅰ)-SSR的制备 |
4.2.3.3 Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4的合成 |
4.2.3.4 Ag_(17)Cu_(12)(SSR)_(12)(PPh_3)_4的合成 |
4.2.3.5 Au_1Ag_(16)Cu_(12)(SSR)_(12)(PPh_3)_4的合成 |
4.2.3.6 Au_1Ag_(28)(SSR)_(12)(PPh_3)_4的合成 |
4.2.3.7 晶体生长与测试 |
4.2.3.8 理论计算方法 |
4.2.3.9 测试表征 |
4.2.4 结果与讨论 |
4.2.4.1 合金M_(29)纳米团簇的合成与结构分析 |
4.2.4.2 M_(29)团簇的光谱与质谱分析 |
4.2.4.3 M_(29)团簇的稳定性 |
4.2.4.4 M_(29)团簇的催化性质 |
4.2.5 本章节小结 |
4.2.6 参考文献 |
第五章 Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4团簇的自组装以及应用探索 |
5.1 Ag_(29)团簇对CS~+离子的捕捉对团簇分子内结构及分子间组装的影响 |
5.1.1 引言 |
5.1.2 试剂与仪器 |
5.1.2.1 试剂 |
5.1.2.2 仪器 |
5.1.3 实验部分 |
5.1.3.1 Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4的合成 |
5.1.3.2 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x的合成 |
5.1.3.3 晶体生长与测试 |
5.1.3.4 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x荧光随温度的变化 |
5.1.3.5 测试表征 |
5.1.4 结果与讨论 |
5.1.4.1 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x的结构 |
5.1.4.2 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x的自组装 |
5.1.4.3 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x的表征 |
5.1.4.4 Cs_3Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x的光学性质 |
5.1.5 本章节小结 |
5.1.6 参考文献 |
5.2 Ag_(29)纳米团簇的可控多维组装 |
5.2.1 引言 |
5.2.2 试剂与仪器 |
5.2.2.1 试剂 |
5.2.2.2 仪器 |
5.2.3 实验部分 |
5.2.3.1 [Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4]~(3-)团簇的合成(即Ag_(29)-0D) |
5.2.3.2 Cs@Ag_(29)(SSR)_(12)(DMF)_x团簇的合成(即Ag_(29)-1D) |
5.2.3.3 Cs@Ag_(29)(SSR)_(12)(NMP)_x团簇的合成(即Ag_(29)-2D) |
5.2.3.4 Cs@Ag_(29)(SSR)_(12)(TMS)_x团簇的合成(即Ag_(29)-3D) |
5.2.3.5 Ag_(29)-2D和Ag_(29)-3D团簇的结晶 |
5.2.3.6 测试表征 |
5.2.4 结果与讨论 |
5.2.4.1 Ag_(29)-0D零维团簇点和Ag_(29)-1D 一维纳米线 |
5.2.4.2 Ag_(29)-2D二维团簇平面 |
5.2.4.3 Ag_(29)-3D团簇三维结构 |
5.2.4.4 Ag_(29)团簇不同维度组装体的结构对比 |
5.2.4.5 Ag_(29)团簇不同维度组装体的性质对比 |
5.2.5 本章节小结 |
5.2.6 参考文献 |
5.3 “胶束法”制备可溶性Ag_(29)团簇及其生物应用 |
5.3.1 引言 |
5.3.2 试剂与仪器 |
5.3.2.1 试剂 |
5.3.2.2 仪器 |
5.3.3 实验部分 |
5.3.3.1 [Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4]~(3-)团簇的制备(即Ag_(29)-Na0) |
5.3.3.2 [Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4]~(3-)[Na_1(NMP)_5]~+_3团簇的合成(即Ag_(29)-Na_1) |
5.3.3.3 [Ag_(29)(SSR)_(12)(PPh_3)_4]~(3-)[Na_3(DMF)_(12)]~(3+)团簇的合成(即Ag_(29)-Na_3) |
5.3.3.4 晶体生长与测试 |
5.3.3.5 Ag_(29)-Na_1和Ag_(29)-Na_3团簇胶束的制备 |
5.3.3.6 团簇胶束的通用手段 |
5.3.3.7 团簇胶束的水溶性溶解度测试 |
5.3.3.8 细胞培养 |
5.3.3.9 细胞共聚焦显微镜图像 |
5.3.3.10 STED显微镜超分辨率成像 |
5.3.3.11 测试表征 |
5.3.4 结果与讨论 |
5.3.4.1 Ag_(29)-Na_1和Ag_(29)-Na_3团簇的晶体结构 |
5.3.4.2 Ag_(29)-Na_1和Ag_(29)-Na_3团簇的表征 |
5.3.4.3 Ag_(29)团簇的胶束化 |
5.3.4.4 Ag_(29)团簇胶束的细胞成像应用 |
5.3.4.5 团簇胶束化策略 |
5.3.5 本章节小结 |
5.3.6 参考文献 |
总结与展望 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(3)高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 金刚石材料特性、应用及分类 |
1.1.1 金刚石物理特性和应用 |
1.1.2 金刚石材料的分类 |
1.2 CVD金刚石核探测器研究背景 |
1.2.1 金刚石制作核探测器优势 |
1.2.2 CVD金刚石材料的生长 |
1.3 CVD金刚石核探测器国内外研究现状 |
1.3.1 国外发展现状 |
1.3.2 国内发展现状 |
1.3.3 金刚石核探测器的发展趋势 |
1.4 本文研究目标和内容安排 |
第二章 核辐射与核探测器相互作用机理 |
2.1 常见射线类型与放射源 |
2.2 探测器与核辐射的相互作用机理 |
2.2.1 核探测器与α粒子的相互作用机理 |
2.2.2 核探测器与X/γ射线的相互作用机理 |
2.2.3 X/γ射线的吸收与辐射剂量学 |
2.3 金刚石核探测器的工作原理 |
2.4 本章小结 |
第三章 金刚石材料的表征分析与单晶生长 |
3.1 核探测器的载流子输运 |
3.2 金刚石样品选型 |
3.3 金刚石的非破坏性表征分析 |
3.3.1 FTIR-金刚石类型甄别 |
3.3.2 拉曼光谱 |
3.3.3 PL光谱 |
3.3.4 XRD-结晶质量分析 |
3.4 高质量CVD单晶金刚石材料生长 |
3.4.1 CVD金刚石生长设备 |
3.4.2 生长优化 |
3.4.3 生长过程 |
3.4.4 生长材料表征 |
3.5 本章小结 |
第四章 CVD金刚石核探测器的阿尔法粒子响应特性研究 |
4.1 探测器的能谱特性参数与测试方法 |
4.1.1 电荷收集效率 |
4.1.2 能量分辨率 |
4.1.3 暗电流 |
4.1.4 时间响应特性 |
4.1.5 结构参数 |
4.1.6 测量方法 |
4.2 高性能氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 器件结构设计与制备 |
4.2.3 暗电流与能谱特性 |
4.2.4 时间特性 |
4.2.5 结论 |
4.3 体材料特性对CVD金刚石核探测器性能影响研究 |
4.3.1 引言 |
4.3.2 材料选取 |
4.3.3 单晶金刚石核探测器 |
4.3.4 多晶金刚石的能谱特性 |
4.4 本章小结 |
第五章 金刚石核探测器的X射线响应研究 |
5.1 性能参数与测试方法 |
5.1.1 性能参数 |
5.1.2 测试方法 |
5.2 氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对X射线响应 |
5.2.1 引言 |
5.2.2 器件制作与电流电压特性 |
5.2.3 器件的电流时间响应特性 |
5.2.4 分析与讨论 |
5.3 氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器对X射线响应 |
5.3.1 器件制作与电流电压特性 |
5.3.2 器件的电流时间响应特性 |
5.3.3 分析与讨论 |
5.4 本章小结 |
第六章 金刚石HfZrO_x/Al_2O_3介质MEISFET器件研究 |
6.1 引言 |
6.2 介质优化 |
6.2.1 HfZrO_x/Al_2O_3叠层栅介质 |
6.2.2 介质层厚度优化 |
6.3 器件工艺与特性分析 |
6.3.1 器件工艺流程 |
6.3.2 器件特性分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)压力调控典型有机-无机杂化钙钛矿的晶体结构和光电性质(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 高压物理学简介 |
1.2 有机-无机杂化钙钛矿概述 |
1.2.1 三维有机-无机杂化钙钛矿 |
1.2.2 二维有机-无机杂化钙钛矿 |
1.3 高压下杂化钙钛矿的研究现状 |
1.4 论文各部分内容简介 |
第二章 金刚石对顶砧装置原位高压实验测量技术 |
2.1 高压实验技术和方法发展简介 |
2.2 金刚石对顶砧装置 |
2.2.1 金刚石对顶砧装置(DAC)的原理及组成 |
2.2.2 压力的标定 |
2.3 本论文涉及的原位高压实验测量技术 |
2.3.1 高压电输运测量技术 |
2.3.2 高压反射和吸收光谱 |
2.3.3 高压拉曼光谱 |
2.3.4 高压荧光光谱测量技术 |
2.3.5 高压同步辐射X射线 |
第三章 高压下全无机钙钛矿铯铅碘CsPbI_3 的结构及金属性研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 实验方法 |
3.3 理论计算方法 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 CsPbI_3 的高压紫外-可见吸收光谱 |
3.4.2 CsPbI_3 的高压红外反射光谱 |
3.4.3 CsPbI_3 的高压电学测量 |
3.4.4 CsPbI_3 的高压同步辐射XRD实验 |
3.4.5 计算高压下CsPbI_3 的电子能带 |
3.5 本章小结 |
第四章 二维有机杂化钙钛矿(C_3H_7NH_3)_8Pb_5I_18 的高压研究 |
4.1 研究背景 |
4.2 实验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 高压荧光和紫外-可见吸收光谱 |
4.3.2 高压同步辐射X射线粉末衍射谱 |
4.3.3 高压红外吸收光谱 |
4.3.4 高压时间分辨荧光光谱及自陷态模型 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结 |
参考文献 |
个人简介 |
学术成果 |
致谢 |
(5)自由电子激光SASE光束线在线诊断能谱仪的设计和研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究的目的和意义 |
1.3 国内外研究概况 |
1.3.1 国外研究概况 |
1.3.2 国内研究概况 |
1.4 论文的主要研究内容 |
第二章 同步辐射与自由电子激光 |
2.1 同步辐射 |
2.1.1 同步辐射的原理 |
2.1.2 同步辐射的特性 |
2.1.3 同步辐射的应用 |
2.2 自由电子激光 |
2.2.1 自由电子激光的原理 |
2.2.2 自由电子激光的特性和应用 |
2.2.3 XFEL 脉冲诊断 |
第三章 软X射线自由电子激光SASE光束线 |
3.1 SASE光束线的主要参数 |
3.2 SASE光束线的装置结构 |
3.3 在线诊断能谱仪的原理和结构 |
3.3.1 在线诊断能谱仪的主要结构 |
3.3.2 变线间距光栅的基本原理 |
3.3.3 能谱诊断光栅设计 |
3.4 在线诊断能谱仪的辐射损伤和衍射效率 |
3.5 在线诊断能谱仪的束线追迹模型 |
第四章 面形误差对聚焦光斑影响的分析 |
4.1 面形误差对聚焦光斑影响的原理 |
4.2 KB镜聚焦分支的追迹 |
4.2.1 KB镜聚焦分支的SHADOW追迹结果 |
4.2.2 KB镜聚焦分支的SRW追迹结果 |
第五章 在线诊断能谱仪性能和优化 |
5.1 在线诊断能谱仪的追迹 |
5.1.1 能谱仪包含2000l/mm线密度光栅的追迹 |
5.1.2 能谱仪各光学元件加入实际面形误差的追迹 |
5.1.3 能谱仪包含 3000 l/mm 线密度光栅的追迹 |
5.2 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
作者在攻读硕士学位期间参与的研究项目 |
致谢 |
(6)磁驱动固体套筒内爆理论与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 磁驱动固体套筒内爆原理 |
1.3 国内外研究概述 |
1.3.1 爆磁压缩裘置 |
1.3.2 电容器组装置 |
1.3.3 固体套筒实验技术 |
1.3.4 物理实验 |
1.4 本文的主要研究工作 |
1.4.1 选题依据 |
1.4.2 主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 套筒内爆简化模型 |
2.1 薄壳模型 |
2.2 不可压缩模型 |
2.3 电作用量-速度模型 |
2.4 全电路模型 |
2.5 小结 |
参考文献 |
第三章 套筒参数优化及内爆影响机制 |
3.1 负载设计及优化 |
3.1.1 负载优化 |
3.1.2 套筒材料选择 |
3.2 套筒参数的影响 |
3.2.1 FP-1装置加载条件的计算 |
3.2.2 FP-2装置加载条件的计算 |
3.3 回流柱膨胀 |
3.4 材料强度和塑性功 |
3.5 小结 |
参考文献 |
第四章 一维弹塑性磁流体力学程序SOL1D |
4.1 基本方程 |
4.1.1 运动方程(动量守恒) |
4.1.2 连续性方程(质量守恒) |
4.1.3 热力学第一定律(能量守恒) |
4.2 材料动态行为 |
4.2.1 状态方程 |
4.2.2 本构方程 |
4.2.3 层裂 |
4.3 数值技术 |
4.3.1 Von-Neumann有限差分格式 |
4.3.2 人工粘性 |
4.3.3 稳定性条件 |
4.4 一维方程组及差分格式 |
4.4.1 基本方程 |
4.4.2 有限差分格式 |
4.4.3 边界条件 |
4.4.4 空腔打开与闭合 |
4.5 磁应力张量及磁扩散 |
4.5.1 洛伦兹力的张量形式 |
4.5.2 磁扩散 |
4.5.3 基本方程的磁场修正 |
4.6 SOL1D程序结构 |
4.7 SOL1D程序实验验证 |
4.7.1 FP-1 装置飞层撞靶实验模拟 |
4.7.2 ZR 装置上等熵压缩实验模拟 |
4.8 小结 |
参考文献 |
第五章 柱面内爆界面不稳定性研究 |
5.1 MRT不稳定性 |
5.1.1 有限厚度套筒的不稳定性 |
5.1.2 材料强度的致稳作用 |
5.1.3 FP-1 装置上的MRT实验 |
5.2 柱面汇聚RM不稳定性 |
5.2.1 Mikaelian分式及强度修正 |
5.2.2 FP-1装置上的RMI实验 |
5.3 小结 |
参考文献 |
第六章 柱面汇聚压缩气粒两相流研究 |
6.1 内爆加载特点 |
6.1.1 FP-1 装置上充气压缩实验 |
6.1.2 实验结果分析 |
6.2 气-固两相流及颗粒-流体相间作用 |
6.2.1 阻力和压力梯度力 |
6.2.2 压力梯度力和阻力的比较 |
6.3 稀疏两相流的一维模拟 |
6.4 压力梯度对颗粒运动的影响 |
6.4.1 颗粒度的影响 |
6.4.2 速度分布的影响 |
6.5 与FP-1装置上的实验结果对比 |
6.6 小结 |
参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 本论文的主要研究内容和成果 |
7.1.1 固体套筒内爆理论研究方面 |
7.1.2 磁场效应的影响方面 |
7.1.3 材料动态强度的作用方面 |
7.1.4 固体套筒内爆实验研究方面 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 研究展望 |
附录 |
博士学习期间论文发表和学术活动 |
致谢 |
(7)基于条纹相机的超快二维成像技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景 |
1.2 国内外的研究进展和发展态势 |
1.3 选题意义与研究内容 |
第二章 应用于ICF诊断的超快二维成像技术介绍 |
2.1 引言 |
2.2 条纹相机基本介绍 |
2.3 压缩感知结合条纹相机形成的压缩超快成像系统 |
2.3.1 压缩感知简介 |
2.3.2 CUP系统简介 |
2.4 传像束耦合条纹相机形成的传像束系统 |
2.5 本章小结 |
第三章 CUP系统应用于ICF冲击波诊断的理论模拟研究 |
3.1 关于冲击波诊断的基本内容 |
3.1.1 冲击波基本介绍 |
3.1.2 成像型VISAR系统 |
3.1.2.1 多普勒效应 |
3.1.2.2 光混频技术 |
3.1.2.3 成像型VISAR系统的基本原理 |
3.2 具有超快时间分辨能力的二维冲击波诊断系统 |
3.3 简化模型的模拟分析 |
3.4 复杂模型的模拟分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 CUP系统在ICF冲击波诊断中的应用研究 |
4.1关于CUP系统操作可行性的离线实验 |
4.1.1 关于CUP系统操作可行性的离线实验的光路搭建 |
4.1.2 实验结果及分析 |
4.2 CUP系统在冲击波诊断上的应用 |
4.2.1 具有超快时间分辨能力的二维冲击波诊断系统光路搭建 |
4.2.2 实验结果及分析 |
4.3 CUP系统的改进及其在冲击波诊断上的应用 |
4.3.1 改进后具有超快时间分辨能力的二维冲击波诊断系统光路搭建 |
4.3.2 实验结果及分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 传像束系统在ICF近背向散射光诊断中的应用研究 |
5.1 关于近背向散射光诊断的基本内容 |
5.1.1 近背向散射光基本介绍 |
5.1.2 近背向散射光诊断系统 |
5.2 具有超快时间分辨能力的二维近背向散射光诊断系统 |
5.3 传像束系统的离线实验验证 |
5.4 传像束系统在近背向散射光诊断上的应用 |
5.5 针对近背向散射光诊断系统对传像束系统提出的改进 |
5.6 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(8)激光物质相互作用过程中离化效应和百兆高斯自生磁场的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 激光聚变和粒子源诊断 |
1.1.1 激光聚变简介 |
1.1.2 粒子源诊断 |
1.2 超强激光等离子体相互作用 |
1.2.1 激光技术的发展历程 |
1.2.2 超强激光等离子体相互作用 |
1.3 超强激光驱动的粒子源 |
1.3.1 超强激光驱动的高能电子源 |
1.3.2 超强激光驱动的离子源 |
1.3.3 超强激光驱动的中子源 |
1.3.4 超强激光驱动的光子源 |
1.4 等离子体粒子模拟方法及程序简介 |
第二章 激光物质相互作用-离化和复合过程 |
2.1 离化过程 |
2.1.1 场致电离 |
2.1.2 碰撞电离 |
2.2 复合过程 |
2.3 电离势的降低 |
第三章 超强激光与CH气体相互作用过程中的离化效应 |
3.1 引言 |
3.2 模型介绍和PIC模拟参数设置 |
3.3 超强激光与CH_2气体相互作用-离化过程 |
3.4 离化效应对等离子体通道偏转的抑制作用 |
3.5 离化效应抑制等离子体通道偏转的物理原因 |
3.6 小结 |
第四章 激光纳米丝靶相互作用过程中自生磁场的产生机制 |
4.1 引言 |
4.2 纳米丝靶中界面磁场产生的理论分析 |
4.3 PIC模拟结果 |
4.4 自生电磁场中带电粒子的运动 |
4.5 小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 后续工作展望 |
参考文献 |
发表文章目录 |
致谢 |
(9)微结构透射阳极X射线源的设计与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及意义 |
1.2 X射线源的发展历史 |
1.2.1 X射线的发现 |
1.2.2 X射线管的种类 |
1.2.3 用于相衬成像的X射线源 |
1.3 论文创新点及结构安排 |
1.3.1 论文创新点 |
1.3.2 论文结构安排 |
第2章 微结构透射阳极X射线源理论基础 |
2.1 X射线管的结构 |
2.2 X射线产生的物理机制 |
2.2.1 X射线的产生 |
2.2.2 轫致辐射理论 |
2.2.3 标识辐射理论 |
2.3 泰伯劳原理 |
2.4 微结构X射线源发展现状 |
2.5 本章小结 |
第3章 微结构阳极X射线管的阴极研究 |
3.1 阴极发射方式选择 |
3.2 阴极结构的设计 |
3.2.1 发射材质选择 |
3.2.2 阴极热发射结构 |
3.2.3 阴极整体结构设计 |
3.3 焦斑及伏安特性测试 |
3.4 本章小结 |
第4章 微结构阳极X射线管的阳极研究 |
4.1 微结构阳极X射线的出射方式 |
4.2 阳极靶材及衬底 |
4.2.1 阳极靶材 |
4.2.2 阳极靶材厚度 |
4.2.3 阳极衬底的选择 |
4.3 阳极微结构的制备 |
4.3.1 光刻工艺 |
4.3.2 镀膜工艺 |
4.3.3 剥离工艺 |
4.4 微结构阳极的阳极体制备 |
4.5 微结构透射阳极X射线源的阳极轰击测试 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)基于聚集诱导发光和胆甾醇基团的手性发光液晶的合成及圆偏振发光性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 胆甾醇 |
1.1.1 胆甾醇及其衍生物 |
1.1.2 胆甾醇液晶 |
1.2 聚集诱导发光 |
1.2.1 聚集诱导发光简述 |
1.2.2 聚集诱导发光原理 |
1.3 圆偏振发光 |
1.3.1 圆偏振发光的简述及基本原理 |
1.3.2 圆偏振发光的研究进展 |
1.4 课题的提出及创新性 |
第二章 实验试剂、仪器与表征测试方法 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 仪器及测试条件 |
第三章 基于四苯基乙烯和胆甾醇基团的手性发光液晶的合成及性能研究 |
3.1 分子设计 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 合成路线 |
3.2.2 实验步骤 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 液晶行为研究 |
3.3.2 聚集诱导发光行为 |
3.3.3 圆偏振发光行为 |
3.3.4 技术应用研究—纳米压印技术 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于二氰基二苯乙烯苯和胆甾醇基团的手性发光液晶的合成及性能研究 |
4.1 分子设计 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 合成路线 |
4.2.2 实验步骤 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 液晶行为研究 |
4.3.2 发光行为 |
4.3.3 圆偏振发光行为 |
4.3.4 技术应用研究—纳米压印技术 |
4.4 本章小结 |
第5章 研究总结与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
四、日本科学家发现超高强度X光(论文参考文献)
- [1]Ruddlesden-Popper型二维单层钙钛矿晶体的压力诱导发光增强研究[D]. 房媛媛. 吉林大学, 2021(01)
- [2]基于Ag29团簇及其衍生团簇的研究[D]. 康熙. 安徽大学, 2020(02)
- [3]高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究[D]. 苏凯. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [4]压力调控典型有机-无机杂化钙钛矿的晶体结构和光电性质[D]. 梁永福. 吉林大学, 2020(08)
- [5]自由电子激光SASE光束线在线诊断能谱仪的设计和研究[D]. 张熙明. 上海大学, 2020
- [6]磁驱动固体套筒内爆理论与实验研究[D]. 章征伟. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [7]基于条纹相机的超快二维成像技术研究[D]. 杨咏梅. 电子科技大学, 2020(07)
- [8]激光物质相互作用过程中离化效应和百兆高斯自生磁场的研究[D]. 田建民. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [9]微结构透射阳极X射线源的设计与实验研究[D]. 宋韩冬. 深圳大学, 2019(01)
- [10]基于聚集诱导发光和胆甾醇基团的手性发光液晶的合成及圆偏振发光性能研究[D]. 尤丽红. 深圳大学, 2019(01)