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c轴择优Ca3Co4O9材料的热电输运性质和激光感生横向电压效应

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c轴择优Ca3Co4O9材料的热电输运性质和激光感生横向电压效应

作者：宋世金昆明理工大学

学位级别：硕士

错层结构的Ca3Co4O9是一种“电子晶体-声子玻璃”,由导电层CoO2和绝缘层Ca2CoO3沿c轴交替堆垛而成,其中CoO2层中的低自旋的Co4+(3d5,t2g5 eg0 = 1/2)提供高浓度(～1020cm-3)的空穴载流子和高的电导率,面内沿b轴错层排列的Ca2CoO3绝缘层... 详细信息

错层结构的Ca3Co4O9是一种“电子晶体-声子玻璃”,由导电层CoO2和绝缘层Ca2CoO3沿c轴交替堆垛而成,其中CoO2层中的低自旋的Co4+(3d5,t2g5 eg0 = 1/2)提供高浓度(～1020cm-3)的空穴载流子和高的电导率,面内沿b轴错层排列的Ca2CoO3绝缘层对声子的散射导致低的晶格热导率(～3.5W/mK),同时Ca3Co4O9有高的热电势,并沿层内和层间有大的输运各向异性。本论文系统地制备了高度c轴择优取向的Ca3Co4O9多晶块材,采用脉冲激光淀积(PLD)生长了c轴外延薄膜,实验研究了多晶、薄膜的热电输运性质和激光感生横向电压,探讨了结构各向异性和输运各向异性的关联,初步讨论了 ab面和c轴热电输运各向异性的物理机制。采用传统固相反应法在空气中烧结制备了 c轴择优的Ca3Co4O9多晶块材,经20MPa单轴压片和800℃/24h+870℃/24h烧结获得了(00l)取向因子为0.74的多晶样品。多晶块材在90～300K为金属电输运行为,336～826K为半导体电输运行为,分别由于Co4+载流子的晶格散射和本征热激发在不同温度区间占主导地位所致;336K时多晶块材Seebeck系数达130μV/K,且热电势随温度增加而增大,是由于声子曳引提供额外热电势的贡献。此外初步摸索了热压烧结Ca3Co4O9多晶,热压样品的结晶质量变差,织构因子下降,90～300K变为半导体行为,主要由于样品中氧的化学计量比不足。以能量密度为17mJ/cm2的脉冲激光(λ=248nm,脉宽=28ns)照射常压烧结多晶块材的构造斜面,在倾斜方向上获得了 42mV的LITV响应,其较小的电压响应值源于存在偏离(00l)取向的晶粒,导致材料宏观热电势各向异性△S=Sab-Sc很小。采用PLD在不同倾斜角度的LaAlO3(001)、SrTiO3(001)、Al2O3(0001)衬底上生长了外延Ca3Co4O9薄膜。通过不同生长阶段薄膜的AFM表面形貌观察,推算出LaAlO3和SrTiO3衬底上Ca3Co4O9薄膜的淀积速率分别为～0.163A/pulse和～0.256A/pulse;薄膜在平直LaAlO3和SrTiO3衬底上为层+岛状生长模式,在倾斜LaAlO3上为台阶流动生长模式;随着Al2O3衬底倾斜角度增加,薄膜由较平整的表面形貌逐渐转变为凹凸的岛状形貌。100～300K时Ca3Co4O9薄膜沿平直和倾斜方向分别为金属和半导体电输运行为,进一步结合各向异性电阻率的张量变换推算出300K下材料的电输运各向异性ρc/ρab≈300,探讨了ρat、ρc及其各向异性的来源。在≥700K时更薄的薄膜和倾斜薄膜的热电势更大,由于小的膜厚及倾斜结构带来更多的缺陷和堆垛层错,可能使薄膜中的Co4+载流子由低自旋向中自旋态转变进而提高热电势。在能量密度为2.4mJ/cm2的脉冲激光照射下沿Ca3Co4O9/LaAlO3(001)5°薄膜的倾斜方向获得了 416mV的LITV峰值信号,归一化的信号响应率为173mVcm2/mJ。在44～117nm厚度、0～10°倾斜角度范围内,LITV峰值随薄膜厚度和倾斜角度的增大而增大。由倾斜薄膜中的LITV信号推算出Ca3Co4O9材料的本征热电势各向异性△S=Sab-Sc≈20μV/K,初步讨论了Sab与Sc的起源。

关键词： Ca3Co4O9 多晶块材外延薄膜各向异性激光感生横向电压

c轴择优Ca_3Co_4O_9多晶的热电性质及激光感生横向电压效应

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硅酸盐学报 2015年第3期43卷 286-291页

作者：宋世金倪佳晏国文傅佳秦梦陈尧易健宏虞澜昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 南方科技大学物理系广东深圳518000

采用传统固相反应法制备c轴择优的错层结构Ca3Co4O9多晶材料,用热重-差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和电阻率–温度曲线、热电势–温度曲线对样品进行了表征,探究了材料热电输运性质和激光感生横向电压(laser induced tra... 详细信息

采用传统固相反应法制备c轴择优的错层结构Ca3Co4O9多晶材料,用热重-差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和电阻率–温度曲线、热电势–温度曲线对样品进行了表征,探究了材料热电输运性质和激光感生横向电压(laser induced transverse voltage,LITV)效应。结果表明:在800和870℃分别保温24 h条件下可获得纯相层片状Ca3Co4O9多晶,其(00l)取向因子达0.74。Ca3Co4O9多晶材料在80~300 K、336~826 K分别为金属和半导体电输运行为。336 K时Seebeck系数约130μV/K。由于声子曳引热电势的贡献,随温度升高,热电势增大。以波长为248 nm、脉宽为28 ns、能量密度为17 m J/cm2的脉冲激光照射多晶构造斜面,获得了42 m V的LITV响应,比倾斜外延Ca3Co4O9薄膜中的LITV信号小约2个数量级。由于存在偏离(00l)取向的晶粒和大量晶界,导致本征热电各向异性相互抵消,大大减小了LITV响应。

关键词：钴酸钙多晶电输运热电势激光感生横向电压各向异性

热压烧结增强Ca_3Co_4O_9多晶的c轴择优织构和电输运性质的研究

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材料导报 2017年第4期31卷 5-8页

作者：宋世金虞澜傅佳陈琪邱兴煌钟毅昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

分别采用常压固相反应和进一步的真空热压烧结法制备了Ca_3Co_4O_9多晶块材,通过XRD、SEM、致密度、电阻率-温度曲线、霍尔效应测试,对比研究了热压烧结对多晶织构和电输运性质的影响。结果表明两种方法制备的多晶样品均为c轴择优,经热... 详细信息

分别采用常压固相反应和进一步的真空热压烧结法制备了Ca_3Co_4O_9多晶块材,通过XRD、SEM、致密度、电阻率-温度曲线、霍尔效应测试,对比研究了热压烧结对多晶织构和电输运性质的影响。结果表明两种方法制备的多晶样品均为c轴择优,经热压烧结后多晶的择优织构显著增强,致密度增大,但真空烧结使样品中氧的化学计量比不足,结晶质量略有下降。热压烧结后多晶的面内电阻率显著下降,其室温电阻率约为常压烧结样品的1/7,且电阻率随温度的降低而增大,这主要是由于热压样品晶粒沿(00l)择优排列显著增强,使沿材料ab面内的电输运占优,且晶界和缺陷散射减弱使Co^(4+)载流子迁移率增大。

关键词： Ca3Co4O9多晶热压烧结 c轴择优电输运

室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶的制备及其性能研究

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人工晶体学报 2017年第2期46卷 238-242页

作者：胡建力虞澜杜小丽宋世金昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

采用传统简便的固相烧结法制备了四方相的室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶。热分析、X射线衍射和扫描电镜结果表明Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶最终烧结温度应在963℃以上,较佳的烧结温度为1180℃。Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶在80~300K为... 详细信息

采用传统简便的固相烧结法制备了四方相的室温铁磁Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶。热分析、X射线衍射和扫描电镜结果表明Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶最终烧结温度应在963℃以上,较佳的烧结温度为1180℃。Sr_3YCo_4O_(10.5+δ)多晶在80~300K为半导体电输运行为,较佳烧结温度多晶的室温电阻率~78.8 mΩ·cm;多晶热电势在317~1018 K随温度增加而减小,317 K时为70.74μV/K。磁化强度-温度曲线、磁滞回线结果表明,多晶在受外加磁场、温度及晶体场的影响下,内部Co^(3+)自旋态及磁畴壁、磁矩方向发生改变,导致多晶磁化强度变化及多晶磁性的改变。外磁场(0.1 T)下的ZFC曲线在320 K出现磁化强度最大为0.46 emu/g的Hopkinson峰,居里温度(T_C)=323 K,而FC曲线在奈尔温度(T_N)=264 K时磁化强度达到最大为1.1 emu/g,TC=320 K。ZFC、FC方式下多晶均表现为室温铁磁性。

关键词： Sr3YCo4O(10.5+δ)多晶电输运热电势室温铁磁性

具有c轴择优的CuCr1-xMgxO2多晶的热电输运性质及Mg掺杂效应

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材料导报 2019年第20期33卷 3363-3366,3371页

作者：崔凯虞澜刘安安秦梦宋世金沈艳昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

采用固相反应法制备了c轴择优的CuCr1-xMgxO2(0≤x≤0.08)系列多晶,通过X射线衍射、扫描电镜和电阻率-温度曲线、Seebeck系数-温度曲线对样品的结构、热电输运和固溶度进行表征研究。随Mg掺杂量在x=0~0.03范围内增加,多晶为铜铁矿单相结... 详细信息

采用固相反应法制备了c轴择优的CuCr1-xMgxO2(0≤x≤0.08)系列多晶,通过X射线衍射、扫描电镜和电阻率-温度曲线、Seebeck系数-温度曲线对样品的结构、热电输运和固溶度进行表征研究。随Mg掺杂量在x=0~0.03范围内增加,多晶为铜铁矿单相结构,层状晶粒在ab面显著长大,(00l)取向因子最大达0.53,晶界和孔隙显著减少,致密度依次提高;多晶呈热激活机制的半导体电输运行为,热激活能从0.273eV下降到0.031eV,室温电导率相应提高了3~4个数量级,高温下Seebeck系数从481.2μV·K^-1减小到334.7μV·K^-1。由于声子曳引的贡献,随温度升高,掺Mg样品的Seebeck系数增大。x>0.03后,样品的热电输运性质基本保持不变,微观结构变化不大,在晶界处观察到MgCr2O4八面体尖晶石第二相,分析认为Mg掺杂的最大固溶度约为0.03。随Mg^2+替代Cr^3+的增加,在靠近价带顶的上方引入受主能级并展宽,使电输运的热激活能显著下降,空穴载流子浓度增大;同时c轴择优取向使面内的输运分量增加,这都是电导率提高的主要原因,而载流子迁移率浮动是电导率提高的次要原因。

关键词： CuCr1-xMgxO2多晶固溶度电导率热激活能 Seebeck系数

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整体护理在手术室护理中的应用

河南职工医学院学报 2012年第5期24卷 663-664页

作者：宋世金天津市第四中心医院手术室天津300140

目的回顾性探讨整体护理在手术室护理工作中的应用效果及意义。方法将200例手术患者分为常规护理组100例、整体护理组100例,对照2组手术切口感染率、压疮发生率、护理差错发生率、术中差错发生率。结果 2组手术切口感染率、压疮发生率... 详细信息

目的回顾性探讨整体护理在手术室护理工作中的应用效果及意义。方法将200例手术患者分为常规护理组100例、整体护理组100例,对照2组手术切口感染率、压疮发生率、护理差错发生率、术中差错发生率。结果 2组手术切口感染率、压疮发生率、护理差错发生率、术中差错发生率分别为(χ2=5.25、6.11、6.15、4.33,P均<0.05)具有显著性差异。结论有效应用整体护理可减少手术室护理的差错,杜绝术中护理失误情况发生。

关键词：整体护理措施应用

室温铁磁Sr_(4-x)Er_xCo_4O_(10.5+δ)(0.6≤x≤1.2)多晶电输运和磁性能

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人工晶体学报 2016年第5期45卷 1168-1173页

作者：康冶虞澜杜小丽樊堃宋世金谭红琳陈亮维杨森昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 西安交通大学材料科学与工程学院西安710049

采用固相反应法制备Sr_（4-x）Er_xCo_4O_（10.5＋δ）（0.6≤x≤1.2）多晶,系统研究了Er掺杂对体系结构、电输运和磁性质的影响。X射线衍射结果表明室温下x=0.4时多晶为立方晶系,空间群为P3—m3,0.6≤x≤1.2时,为四方晶系,空间群为I4/m... 详细信息

采用固相反应法制备Sr_（4-x）Er_xCo_4O_（10.5＋δ）（0.6≤x≤1.2）多晶,系统研究了Er掺杂对体系结构、电输运和磁性质的影响。X射线衍射结果表明室温下x=0.4时多晶为立方晶系,空间群为P3—m3,0.6≤x≤1.2时,为四方晶系,空间群为I4/mmm,四方相晶格常数随着Er含量增加而减小。扫描电子显微镜结果表明,随着Er掺杂量增加,晶粒细化,晶界增加。采用四探针法测量多晶的电阻率-温度曲线,结果表明多晶样品在80-300 K为半导体电输运行为,且随Er化学计量比增加样品电阻率和热激活能增大。采用超导量子干涉仪测量多晶的磁化强度-温度曲线和磁滞回线,结果表明0.6≤x≤1.2时Sr_（4-x）Er_xCo_4O_（10.5＋δ）多晶具有室温铁磁性,Tc≈320-335 K,室温铁磁性可能源于A位Sr和Er离子有序及Co O4.5＋δ层中Co离子自旋倾斜净磁矩不为零。

关键词： Sr4-xErxCo4O10.5+δ多晶室温铁磁性电阻率磁化强度磁滞回线

Sr_3YCo_(4-x)Mg_xO_(10.5+δ)(0≤x≤0.04)多晶的制备和热电输运性质研究

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人工晶体学报 2017年第6期46卷 957-961页

作者：谈文鹏虞澜潘鹏宋世金刘丹丹昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

采用固相反应法制备Sr_3YCo_(4-x)Mg_xO_(10.5+δ)(0≤x≤0.04)系列多晶,研究了Mg掺杂对体系结构、电输运和热电性质的影响。结果表明系列多晶为四方晶系,由于掺入的Mg^(2+)(0.066 nm)部分替代了Co^(3+/4+)(0.053 nm/0.061nm),使晶格膨... 详细信息

采用固相反应法制备Sr_3YCo_(4-x)Mg_xO_(10.5+δ)(0≤x≤0.04)系列多晶,研究了Mg掺杂对体系结构、电输运和热电性质的影响。结果表明系列多晶为四方晶系,由于掺入的Mg^(2+)(0.066 nm)部分替代了Co^(3+/4+)(0.053 nm/0.061nm),使晶格膨胀;多晶热电势在340~830 K随温度升高而下降,且Mg掺杂对热电势影响不大,表明Mg掺杂对体系载流子浓度影响不大;多晶电阻率在100~300 K随温度升高而降低,且随着掺杂量增加电阻率降低,结合扫描电镜观察到多晶的气孔数目减少、晶粒连接紧密和热电势的结果认为Mg掺杂对体系电输运性质的影响机制主要是使气孔、晶界散射作用减弱、载流子迁移率变大,而Mg掺杂对载流子浓度的影响是次要的。

关键词： Sr3YCo4-xMgxO10.5+δ多晶固相反应法 Mg掺杂电输运热电势

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安县红十字社工服务中心灾后服务纪实

中国社会工作 2010年第13期 41-42页

作者：先齐波宋世金安县红十字社工服务中心

2008年4月．南都基金会与中国社会工作协会组织专家对汶川地震灾区的社会工作服务组织情况进行了考察和调研，在此基础上组织实施了”社会工作服务组织试点工程“建设项目，首批从灾区起步，计划用2～3年的时间建设政府支持、专业教育... 详细信息

2008年4月．南都基金会与中国社会工作协会组织专家对汶川地震灾区的社会工作服务组织情况进行了考察和调研，在此基础上组织实施了”社会工作服务组织试点工程“建设项目，首批从灾区起步，计划用2～3年的时间建设政府支持、专业教育介入、社会资源助力、本土化的、可持续发展的社会工式服民务组织。中国社工协会最终确定5家民办社工机构作为试点：安县红十字社工服务中心、资阳市社会工作服务中心、都江堰市上善社会工作服务中心、理县湘川情社会工作服务中心、大邑县巴地草社会工作服务中心。该试点项目得到了南都基金会的支持，每家机构获得20万元资助。在此，我们选取了安县红十字社工服务中心——第一家在灾区获得正式注册的社工机构为代表。

关键词：服务中心红十字社工安县社会工作服务组织纪实灾后