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α相氮化硅的高压物性研究

α相氮化硅的高压物性研究

作者：雷金桥四川师范大学

学位级别：硕士

氮化硅材料在基础科研和工业应用中的特性而吸引着愈来愈多科研工作者和工业界的关切。例如在光电子工业界氮化硅材料就被看做是有广泛应用价值的半导体,在航天工业、新型陶瓷材料工业、机械制造、核工程、发动机等工业界都有着巨大的... 详细信息

氮化硅材料在基础科研和工业应用中的特性而吸引着愈来愈多科研工作者和工业界的关切。例如在光电子工业界氮化硅材料就被看做是有广泛应用价值的半导体,在航天工业、新型陶瓷材料工业、机械制造、核工程、发动机等工业界都有着巨大的潜在应用价值,这是由于氮化硅材料的硬度较高、化学性质比较稳定、力学性能好、耐腐蚀性较好等特质。氮化硅材料在常温常压条件下有两种同质异相体,即α相氮化硅和β相氮化硅,这两个相都为六角晶系,人们通常认为α相的氮化硅处于亚稳态,β相氮化硅才是氮化硅的低温相。压力、温度与化学组分(P-T-X)是决定物质结构和存在状态的基本热力学条件。压力作为三个重要的独立热力学参量之一,在材料制备和研究方面的作用正逐渐地引起人们的高度重视。Zerr等人[Nature 340,(1999)400]首次通过高压实验合成了氮化硅的第三种同质异相体,即为γ相氮化硅,隶属立方晶系。大量理论表明:材料固有的宏观特性取决于材料本身的微观尺度下的晶体结构,是以,对样品的基本结构的研究是研究其在极端条件下宏观性能的基础。在本文工作中第一部分介绍氮化硅材料的研究背景和意义;第二部分介绍α相氮化硅的实验表征手段和理论计算方法,以及理论计算模拟所用的CASTEP模块和吉布斯(GIBBS)软件;第三部分介绍α相氮化硅的实验结果,包括X-Ray衍射仪产生的光谱图,对X-Ray衍射数据进行Rietveld分析利用GSAS软件确定其精细晶体结构,借助扫描电子显微镜(SEM)观测实验样品的表面形貌,高压下(0～22 GPa)的傅立叶变换红外(FT-IR)光谱为α相氮化硅样品的相变提供光谱学证据,在实验过程中,压力由金刚石对顶砧提供;第四部分介绍α相氮化硅的理论计算结果,即在0到30 GPa下的晶体结构、电子结构、力学以及热力学性质的研究;第五章是对本项工作的结论与展望。主要研究成果如下:X-Ray衍射(XRD)和GSAS结构精修用于表征α相氮化硅样品。对XRD数据的Rietveld分析证实样品属于六角晶体(空间群:P3lc,No:159)。GSAS精修的结构参数与可用的理论和同步辐射实验结果相一致。然后,用金刚石对顶砧(DAC)研究了α相氮化硅在22 GPa下的红外(IR)光谱。同时,本工作观测了在温度296.3 K和环境压强2 hPa条件下的红外吸收光谱(观察范围从400cm-1到12500cm-1),我们观察到了 23个IR活性峰。高压和室温(296.3 K)下的归一化FT-IR吸收光谱表明,α相氮化硅在16.25 GPa处发生相变,从六方相变为立方相,即γ-Si3N4,这非常接近于理论计算的结果,即六方相变为立方相的相变压力为15.66 GPa。此外,通过第一性原理计算研究了在零温下α相氮化硅在0到30 GPa范围内的材料凝聚态物性。电子结构计算表明,α相氮化硅是具有4.611 eV的宽带隙的间接半导体。在高压下压力会使电子的运动自由度大大降低,带隙逐渐增加,从而反映出α相氮化硅有从半导体成为绝缘体的趋势。由六角晶系的力学稳定性条件判断,通过理论计算预测在零温下0到30 GPa的范围内α相氮化硅是力学稳定的。此外,计算的B/G 比值表明在零温下α相氮化硅在0 GPa～10 GPa下具有脆性,并且在10 GPa～30 GPa的范围内开始倾向于延展性。根据准谐德拜模型,本文研究了α相氮化硅在高压(0 GPa～30 GPa)高温条件下的热力学性质。

关键词：高压 α相氮化硅红外光谱第一性原理相变弹性模量

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基于综合水污染指数的EKC拐点判别与例证

统计与决策 2018年第1期34卷 91-95页

作者：雷金桥严长安高伟云南大学生态学与环境学院昆明650091 昆明市环境科学研究院昆明650032

文章以滇池流域经济指标和湖体水质关系为研究对象，采用1987-2015年的统计资料，构建了滇池水污染综合指数与流域人均GDP的EKC模型。结合多元回归模型和Mann-KendaU突变分析，对EKC拐点进行了判别。结果表明：滇池流域EKc呈现显著的倒... 详细信息

文章以滇池流域经济指标和湖体水质关系为研究对象，采用1987-2015年的统计资料，构建了滇池水污染综合指数与流域人均GDP的EKC模型。结合多元回归模型和Mann-KendaU突变分析，对EKC拐点进行了判别。结果表明：滇池流域EKc呈现显著的倒U型曲线关系，拐点对应的GDP为4168美元／人（2010年可比价），说明滇池流域可能已经越过以牺牲水环境为代价的经济增长阶段，开始步入经济增长与水环境保护的协调发展阶段；相对于单一指标的EKC曲线，基于水污染综合指数识别的拐点更接近现实；降雨量下降突变可能导致EKC拐点提前。

关键词：环境库兹涅茨曲线水污染 Man-Kendall法突变分析湖泊滇池

块状NiSe_2的电学,光学和热力学性质的理论研究（英文）

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原子与分子物理学报 2017年第6期34卷 1180-1186页

作者：雷金桥黄莎刘科周晓林四川师范大学物理与电子工程学院成都610101 电子科技大学微电子与固态电子学院成都610054

在密度泛函理论框架下通过平面波赝势的第一性原理计算,研究了块体材料NiSe_2的电学,光学和热力学性质.根据计算得到的立方晶体(空间群:PM3,No:200)的能量-体积曲线,获得了最低能量的最优结构.基于能带结构和电子态密度结构计算的结果表... 详细信息

在密度泛函理论框架下通过平面波赝势的第一性原理计算,研究了块体材料NiSe_2的电学,光学和热力学性质.根据计算得到的立方晶体(空间群:PM3,No:200)的能量-体积曲线,获得了最低能量的最优结构.基于能带结构和电子态密度结构计算的结果表明,NiSe_2为半金属.当有电磁波穿过块体NiSe_2时,通过非自洽计算,分析介电函数的实部和虚部得到了能量损失函数谱,反射率,吸收谱,折射系数和消光系数.在准谐波德拜模型的基础上,我们还研究了NiSe_2的热力学性质.

关键词：电子光学德拜温度 NiSe2

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自制创新型轻型向心力实验仪

湖南中学物理 2017年第3期 51-52,56页

作者：雷金桥黄莎四川师范大学物理与电子工程学院固体所

轻型向心力实验仪是利用电动马达、有机玻璃、PVC板、直流稳压电源、以及若干导线等设计制作而成。轻型向心力实验仪是利用电动马达实现驱动。将自制可调(0V至20V)直流稳压电源与电动马达相连接,可较准确的控制马达的转速。自制实验仪... 详细信息

轻型向心力实验仪是利用电动马达、有机玻璃、PVC板、直流稳压电源、以及若干导线等设计制作而成。轻型向心力实验仪是利用电动马达实现驱动。将自制可调(0V至20V)直流稳压电源与电动马达相连接,可较准确的控制马达的转速。自制实验仪较传统仪器轻便、操作简单、效果明显,以及教师版教具和学生版教具的双边互动促进课堂的效率。

关键词：匀速圆周运动双边互动演示仪向心力

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云南外资利用的问题及对策

中国外资 2018年第4期 66-67页

作者：雷金桥郑忠良中国农业大学经济管理学院

新时代下的矛盾是人民日益增长的美好生活需求和社会发展不匹配,本文是在“一带一路”战略背景下,发现外资在云南省利用存在的问题、并根据这些问题,提倡云南省应着力吸引利用外资大力发展旅游业,将精神服务业打造成云南省的支柱产业,... 详细信息

新时代下的矛盾是人民日益增长的美好生活需求和社会发展不匹配,本文是在“一带一路”战略背景下,发现外资在云南省利用存在的问题、并根据这些问题,提倡云南省应着力吸引利用外资大力发展旅游业,将精神服务业打造成云南省的支柱产业,全面推动云南省地区经济发展。受限于基础设施的建设、以及自然环境等多方面的影响,外资流入始终集中在中东部地区,鲜有外商到西部进行投资。因此,在新时代的背景下,深化和落实“一带一路”战略方针,发挥自身优势,有效的配制可利用资源,制定最适合自身经济发展的政策。利用自身的优势及资源来改善外商投资环境,增强招商引资。

关键词：外资利用云南省外商投资环境地区经济发展中东部地区社会发展生活需求利用外资

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房地产上市公司财务状况分析

财会学习 2018年第19期 7-8页

作者：雷金桥陆敬聪中国农业大学经济管理学院中央财经大学

本文随机选取深沪上市的40家房地产公司,根据公司的财务数据,对公司的财务状况进行评价分析。通过运用主成分分析的方法,本文从企业的获利能力、营运能力、偿债能力、投资报酬能力和成长能力五个方面选取少数几个彼此独立不相关的指标... 详细信息

本文随机选取深沪上市的40家房地产公司,根据公司的财务数据,对公司的财务状况进行评价分析。通过运用主成分分析的方法,本文从企业的获利能力、营运能力、偿债能力、投资报酬能力和成长能力五个方面选取少数几个彼此独立不相关的指标来替代较多的指标,通过分析,综合这五个方面的影响,得到各企业的综合能力得分,运用主成分分析方法对企业的综合能力做一个定量分析。

关键词：财务评价房地产行业主成分分析

运用课堂有效提问,优化物理教学设计——以“电磁场与电磁波”为例

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湖南中学物理 2018年第11期 85-87,96页

作者：黄莎雷金桥韩沁君四川师范大学物理与电子工程学院固体所四川成都610101 四川省温江中学实验学校四川成都611130

课堂提问,是一种有效的启发式教学手段。循序渐进、环环相扣的问题,不仅能引导学生独立思考,发展学生的思维,还能提高学生学习的积极性,保障其课堂主体地位。本文以"电磁场与电磁波"为例,说明如何在物理教学中运用有效提问,优化教学设计。

关键词：课堂提问教学设计电磁场自制教具

第一性原理计算M2C （M=V, Nb, Ta）的结构、弹性和热力学性质（英文）

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原子与分子物理学报 2019年第6期36卷 1010-1018页

作者：罗燕刘科雷金桥陈鸿杰周晓林四川师范大学物理与电子工程学院成都610101 川北医学院基础医学院物理教研室四川南充637000 电子科技大学微电子与固态电子学院成都610054

通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了M 2 C(M=V,Nb,Ta)(空间群:pbcn,No:60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质.该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在CASTEP代码中实现.首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据... 详细信息

通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了M 2 C(M=V,Nb,Ta)(空间群:pbcn,No:60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质.该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在CASTEP代码中实现.首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据吻合较好.其次,计算了过渡金属碳化物的分波态态密度和总态密度,结果表明这三种过渡金属碳化物均为金属,金属丰度由高到低的顺序为:V 2 C>Nb 2 C>Ta 2 C.第三,研究了高压下的弹性常数C ij、集料弹性模量(B、G、E)和泊松比.其中计算得到Ta 2 C的体积模量最高(257 GPa).根据弹性稳定性判据,预测这三种化合物在100 GPa以内均具有力学稳定性.计算的B/G比值表明,这三种化合物在100 GPa范围内具有延展性.最后,利用准谐德拜模型研究了这三种化合物的热力学性质.

关键词： M2C(M=V,Nb,Ta) 电子结构弹性性质热力学性质第一性原理

高压下对PtSe_2和二维单层PtSe_2的弹性特性的研究

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西华师范大学学报（自然科学版） 2017年第4期38卷 420-425页

作者：雷金桥黄莎刘科周晓林四川师范大学物理与电子工程学院成都610101 南方科技大学物理系深圳518055 电子科技大学微电子与固态电子学院成都610054

通过第一性原理计算,研究了60 GPa下块状PtSe_2和二维单层PtSe_2的结构和弹性特性。计算的平衡结构参数与可用的理论结果和使用X射线衍射进行研究的实验数据一致。根据计算出的块状PtSe_2(空间群:P3M1,No:164)和二维单层PtSe_2(空间群:P... 详细信息

通过第一性原理计算,研究了60 GPa下块状PtSe_2和二维单层PtSe_2的结构和弹性特性。计算的平衡结构参数与可用的理论结果和使用X射线衍射进行研究的实验数据一致。根据计算出的块状PtSe_2(空间群:P3M1,No:164)和二维单层PtSe_2(空间群:P1,No:1)的力学性能分析,发现两者都符合力学稳定性条件59 GPa(块状PtSe2)和56 GPa(单层PtSe_2)。根据计算的弹性常数,得到了体积模量、剪切模量、杨氏模量以及泊松比。

关键词：第一性原理单层 PtSe2 弹性常数高压