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非均匀体系介电研究的现状与展望

化学进展 1997年第4期9卷 361-370页

作者：赵孔双厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室

用介电谱方法讨论化学中的非均匀体系是近十几年发展起来的交叉性新领域，它在分散体系、高分子膜以及生物细胞体系的研究中占有重要地位。本文从理论和应用两方面综述该领域的发展过程及研究现状，并结合实例阐述了构造和介电弛豫模式... 详细信息

用介电谱方法讨论化学中的非均匀体系是近十几年发展起来的交叉性新领域，它在分散体系、高分子膜以及生物细胞体系的研究中占有重要地位。本文从理论和应用两方面综述该领域的发展过程及研究现状，并结合实例阐述了构造和介电弛豫模式的关系以及该方法的特点。在对遗留问题和最新进展给予评述性讨论的同时，指出了进一步的研究方向。

关键词：非均匀体系介电驰豫介电谱生物细胞高分子膜

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含浓度极化层的三相非均匀体系的介电模拟

科学通报 1996年第17期41卷 1583-1587页

作者：赵孔双厦门大学化学系

对于由具有不同电性质(如介电常数和电导率)的相组成的非均匀体系,介电测量以及基于适当的物理模型的介电解析,提供了获得体系内部各组成相和反映体系构造信息的独特的研究方法。实际中的大量例子:如乳状液、细胞悬浊液等球型分散系的... 详细信息

对于由具有不同电性质(如介电常数和电导率)的相组成的非均匀体系,介电测量以及基于适当的物理模型的介电解析,提供了获得体系内部各组成相和反映体系构造信息的独特的研究方法。实际中的大量例子:如乳状液、细胞悬浊液等球型分散系的介电行为,已被很多研究者在Maxwell-Wagner的界面极化理论基础上成功地解释了。近年来,作者关于平面多相体系的介电理论及解析方法的系列研究,为讨论膜/溶液体系的物理化学过程以及膜的构造和机能提供了新的研究方法。提出的浓度极化层(Concentration polarization layer,CPL)的介电理论给出了CPL的频率域的介电谱。鉴于化学中的大多数实际体系是CPL与其他相构成的非均匀体系,这类体系的介电解析在理论及实际上都是极其重要的。特别是CPL与在荷电膜/溶液界面出现的异常电现象如整流、振荡现象密切相关.本研究对由两种溶液相和夹在这两相中的CPL构成的三相层状体系:溶液(Ⅰ)/CPL/溶液(Ⅱ)进行了模型化,并在浓度极化的介电理论基础上对该体系的介电行为进行了数值模拟,讨论了CPL的两个重要参数:厚度及电导率的变化对整个体系的介电弛豫的影响以及该体系产生介电弛豫的原因。

关键词：非均匀体系界面极化介电弛豫介电常数

平面结构非均匀体系的介电驰豫─—组成相的数目与电导对弛豫的影响

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电化学 1995年第3期1卷 319-326页

作者：赵孔双花井哲也厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室京都大学化学研究所

非均匀体系在０．１ｋＨｚ～１０ＭＨｚ频率范围显示出显著的介电弛豫，为了弄清介电弛豫的原因以及该弛豫与非均匀体系界面数目的关系，本文从介电的观点在理论及实验两方面讨论了典型的非均匀体系的例子：膜／溶液体系。特别地，对频... 详细信息

非均匀体系在０．１ｋＨｚ～１０ＭＨｚ频率范围显示出显著的介电弛豫，为了弄清介电弛豫的原因以及该弛豫与非均匀体系界面数目的关系，本文从介电的观点在理论及实验两方面讨论了典型的非均匀体系的例子：膜／溶液体系。特别地，对频率域的介电弛豫谱与组成相的结构及浓度的关系进行了分析，并在Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｗａｇｎｅｒ机理的基础上现象论地解释了弛豫的原因。非均匀体系的介电弛豫性质具有下列特征：（１）介电弛豫数目等于体系内界面种类的数目；（２）特征弛豫频率紧密地依存于溶液相的电导。

关键词：界面极化介电驰豫非均匀体系电导

空间关联与非均匀化学反应体系非平衡定态的涨落熵产生

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四川大学学报（自然科学版） 1995年第4期32卷 439-443页

作者：罗久里涂鹃四川大学化学系四川成都

用随机位方法分析了理想化学反应。扩散体系分布函数非平衡蜕变的热力学效应，揭示了非Ｐｏｉｓｓｏｎ空间关联对非平衡态熵的影响，并计算了熵产生。证明涨落熵产生完全来自化学反应局域涨落，与通过扩散耦合引起的各体积元之间的空间... 详细信息

用随机位方法分析了理想化学反应。扩散体系分布函数非平衡蜕变的热力学效应，揭示了非Ｐｏｉｓｓｏｎ空间关联对非平衡态熵的影响，并计算了熵产生。证明涨落熵产生完全来自化学反应局域涨落，与通过扩散耦合引起的各体积元之间的空间关联无关。

关键词：空间关联涨落非均匀体系非平衡态熵

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非磁性半导体的异常磁电阻效应研究

非磁性半导体的异常磁电阻效应研究

作者：宋亚舞苏州大学

学位级别：硕士

近年来,磁电阻效应因其重要的学术意义和商业应用价值而受到广泛的关注。磁电阻效应指的是在磁场下材料的电阻发生显著改变,该效应出现在一系列人工制备或自然的材料中。目前被广泛研究的磁电阻材料主要有两大类:一类是人工制备的磁性... 详细信息

近年来,磁电阻效应因其重要的学术意义和商业应用价值而受到广泛的关注。磁电阻效应指的是在磁场下材料的电阻发生显著改变,该效应出现在一系列人工制备或自然的材料中。目前被广泛研究的磁电阻材料主要有两大类:一类是人工制备的磁性多层膜和颗粒复合体系,其磁电阻效应基于自旋极化输运机制,包括自旋极化散射机制和自旋极化隧穿机制等。这种磁电阻效应通常被称为巨磁电阻(GMR)或隧穿磁电阻(TMR)。另一类磁电阻材料为掺杂的钙钛矿锰氧化物,在一定的掺杂浓度下,材料发生从低温金属态向高温绝缘态的相变,并伴随着铁磁到顺磁的磁性相变。在相变区域,材料电阻对磁场显示出极高的敏感性,呈现出巨大的磁电阻效应,被称为庞磁电阻(CMR)效应。上述磁电阻材料中,电阻均随外加磁场减小,即负磁电阻效应,且在一定磁场下达到饱和。与负磁电阻效应不同,在非均匀的非磁性半导体材料中发现了明显的正磁电阻效应,在一定的掺杂条件或复合结构下,电阻随磁场的增加而显著上升。这种特殊的正磁电阻效应无法用传统的磁输运理论解释,且在行为上不同于之前的任何磁电阻效应,被称为异常磁电阻效应。利用这种磁电阻效应制成的磁感应器具有低噪声、小尺寸、制备技术成熟的优势。同时,在稳定性、精确度和低功耗方面具有明显优势,并且可同时适用于直流和脉冲两种情况。因此,在非磁性半导体中发现的这种异常磁电阻效应被认为会令磁电阻器件的尺寸、存储密度、及应用范围等方面获得重要突破。本文从理论上研究了不同非均匀结构下非磁性半导体材料的磁输运行为。在非磁性半导体中发现的异常磁电阻效应由于组分本身不具有磁电阻效应,因此这种宏观磁电阻完全由体系的非均匀性驱动,它取决于体系中由非均匀分布带来的电流通道结构。在微观层次上,非磁性半导体异常磁电阻效应的基本机制是霍耳效应,即磁场通过影响电导张量的非对角元产生对输运的作用。另一方面,相关的实验和理论研究都表明此种异常磁电阻效应与体系的非均匀性密切相关。对于规则度高的非均匀体系,我们可以采用严格求解电磁方程的方法来获得体系磁输运行为随均匀性的变化。而对于具有无序非均匀分布的非磁性半导体,我们采用张量形式的有效介质理论处理体系的宏观磁电阻效应。有效介质理论是研究非均匀体系输运性质的重要方法,在磁输运研究中,常被用来分析非均匀性对材料宏观输运性质的影响。在之前的研究中,采用有效介质近似计算的磁输运理论工作大多局限于组分电导为标量、各向同性且不考虑霍耳效应;或考虑到霍耳效应,但只局限于载流子迁移率无序(即霍耳系数无序)或强场极限。我们的计算将其推广到同时考虑迁移率无序和零场电阻率无序分布的体系中,得到了组分电导强烈失配下体系的特殊磁输运行为。我们的主要工作与结果如下:首先,我们针对具有规则非均匀性的半导体-金属复合结构,设定合理简化的边界条件,采用电磁方程的解析解,得到电极电势差随磁场及体系非均匀分布的变化,从而获得该结构的整体磁电阻效应。我们引入三个参数分别描述体系的几何非均匀性、霍耳系数非均匀性及欧姆电阻的非均匀性,考察了它们对材料的磁输运行为的影响。计算结果表明,这三种不同的非均匀性参数同时对半导体-金属复合结构的磁输运行为产生明显影响。在高迁移率对比和高电导率对比同时存在的前提下,体系中的电流行为随磁场发生明显改变。外加磁场足够大时,金属相的增加反而令电阻迅速上升,仅当金属区域的比例接近一时电阻才开始下降。相应地,材料的磁电阻也随着金属相的引入出现峰值,该峰值的位置与宽度均明显受到磁场的调控。这些结果与实验中观察到的半导体-金属复合结构的磁输运特征相一致。进一步的计算表明,在适当的不同迁移率比值和电导率比值下,复合结构的磁电阻效应发生符号翻转。这一现象在一些半导体复合材料中也被观察到,但至今未得到合理的解释。我们的计算可以作为此类材料的翻转磁电阻效应研究的出发点,为从理论上深入探讨不同材料复合而成的半导体结构中的磁电阻翻转效应提供基本的图像。其次,我们针对体系的迁移率非均匀分布和组分的电阻失配,建立二组分无序电导体系,采用组分电导张量来计入霍耳效应,并应用自洽有效介质近似方程计算体系在平行和垂直外加磁场方向上的磁电阻效应。结果表明,MR效应不仅取决于载流子迁移率的无序度,同时也受到组分零场电阻无序的影响。我们主要关注两种组分的零场电阻具有较大差异时的情况。对于非均匀无序体系,当体系参量(通常为组分浓度)达到一定临界值时,某组分构形从不连通向连通渡越,即发生几何逾渗,对应临界值称为“逾渗阈值”。当组分零场电阻具有显著差异时,电流趋向于集中在导电能力强的组分内,导致体系的宏观输运亦在特定的阈值处发生显著变化,极限条件下形成金属/绝缘体复合体系的电逾渗行为。对于非磁性半导体材料,电流通路在零磁场条件下的分布状态直接影响整体的磁输运行为。我们的计算发现,在垂

关键词：磁电阻非磁性半导体异常磁电阻效应非均匀体系

纳米多层薄膜界面扩散的非线性动力学理论研究

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纳米多层薄膜界面扩散的非线性动力学理论研究

作者：曹保胜大连理工大学

学位级别：硕士

根据非均匀体系的非线性动力学离散模型推导出与局部原子浓度强相关的原子扩散系数，引入扩散非对称性系数m′和有序能V参数描述非均匀体系的扩散。采用非线性动力学离散模型计算了(V-V)=0，-0.03eV和-0.08eV，有序能V=0，-0.025eV和-0.... 详细信息

根据非均匀体系的非线性动力学离散模型推导出与局部原子浓度强相关的原子扩散系数，引入扩散非对称性系数m′和有序能V参数描述非均匀体系的扩散。采用非线性动力学离散模型计算了(V-V)=0，-0.03eV和-0.08eV，有序能V=0，-0.025eV和-0.05eV的AB二元系纳米多层薄膜在扩散温度800K、1000K和1250K，沿面心立方晶格[111]方向和体心立方晶格[100]方向扩散时的浓度分布，通过扩散非对称性系数m′和有序能V表征(V-V)、有序能V、扩散温度和扩散方向的变化，研究对AB二元系纳米多层薄膜界面扩散的影响。随着扩散非对称性系数m′的减小，扩散过程中纳米多层薄膜的界面由宽化逐渐向平直转变。随着有序能V的减小，扩散过程中纳米多层薄膜的界面形态不发生改变，但扩散达到平衡所需的时间逐渐减少。扩散非对称性系数m′的改变导致AB二元系纳米多层薄膜中A、B原子的扩散系数存在差异，造成界面上扩散通量不同引起了界面形态的改变，扩散非对称性系数m′越小，多层薄膜扩散过程中界面越平直。有序能V的减小使AB二元系纳米多层薄膜中A、B原子的偏聚程度增大，导致纳米多层薄膜的扩散更容易达到平衡，扩散所需的时间相应减少。根据纳米多层薄膜界面扩散与扩散非对称性系数m′和有序能V的关系，通过选择合适的二元系纳米多层薄膜和处理条件，可以控制界面扩散从而影响纳米多层薄膜的性能。建立了非均匀体系的非线性动力学离散模型和经典扩散定律之间的关系，证明了非线性动力学离散模型能够转化为Fick第一定律、Fick第二定律和Cahn-Hilliard扩散方程。采用非线性动力学离散模型和Fick定律计算了调制周期4.8nm和48nm，调制比为1：1的Mo／V纳米多层薄膜在扩散温度1053K，沿体心立方晶格[100]方向扩散时的浓度分布。通过计算Mo／V纳米多层薄膜小角x射线衍射峰强度随扩散时间的变化，发现当调制周期为48nm时，非线性动力学离散模型和Fick定律计算的Mo／V纳米多层薄膜扩散是一致的，当调制周期减小到4.8nm时，非线性动力学离散模型与Fick定律计算的界面扩散出现了很大的差异。经典的Fick扩散定律已经不能很好地描述纳米多层薄膜的扩散，而非线性动力学离散模型则可以很好地描述这种小调制周期情况下纳米多层薄膜的扩散。

关键词：非均匀体系非线性动力学离散模型纳米多层薄膜界面扩散

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金属相变概论

上海钢研 1982年第2期 55-70页

作者：陶正兴

人类历史上曾有过以金属命名的青铜时代和铁器时代。科技史表明,人类对相交现象的观察也滥觞于古代(我国古籍中就有这方面的翔实记载),但发展成科学的理论,还是近代的事情。本世纪以来,其进展甚为可观;即以近十多年为例,相变理论及其应... 详细信息

人类历史上曾有过以金属命名的青铜时代和铁器时代。科技史表明,人类对相交现象的观察也滥觞于古代(我国古籍中就有这方面的翔实记载),但发展成科学的理论,还是近代的事情。本世纪以来,其进展甚为可观;即以近十多年为例,相变理论及其应用在国内外均取得了若干引人注目的成果。例如,关于相界面和界面迁移、沉淀长大动力学和沉淀相的稳定性、Spinodal分解、热弹性马氏体相变和形状记忆效应、予马氏体现象和贝氏体长大机制等理论研究以及基于相变理论发展起

关键词：重合点阵热力学自由能热力学性质非均匀体系溶质原子晶界沉淀

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分析化学中的物理化学分析

科学通报 1955年第11期 103-110+115页

作者： И.В.塔纳纳耶夫杜棣华苏联科学院通讯院士

对各种分析方法所根据的反应进行精密的物理化学研究,是现代分析化学的基础。然而,关於分析反应的性质,机构以及所生成的化合物在固态及在溶液中的状态的最详尽的资料,是在把Н.С库尔纳科夫及其共同工作者所研究的物理化学分析法应用... 详细信息

对各种分析方法所根据的反应进行精密的物理化学研究,是现代分析化学的基础。然而,关於分析反应的性质,机构以及所生成的化合物在固态及在溶液中的状态的最详尽的资料,是在把Н.С库尔纳科夫及其共同工作者所研究的物理化学分析法应用到金属、盐类、有机和其他体系的研究时得到的。物理化学分析的主要原理,就是测定某一体系的依赖於其组成的某些性质。测定的结果以组成-性质图来表示。在图上可以反映出化学作用的各个方面,而这些化学作用的很多方面是在采用其他研究方法时往往观察不到

关键词：非均匀体系 AIF 光吸收 KBr 电磁波吸收化学反应物理化学分析离子 NaF 溶解度法分析化学反应物

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离子选择膜的复数阻抗谱

化学传感器 1986年第4期 14-17页

作者：郭祝昆中国科学院上海硅酸盐研究所

一、引言离子选择膜的表观阻抗包括膜本体及膜与电极界面阻抗之和。从离子传输和对交流信号响应的观点出发,单晶膜属于均匀体系,具有单一电阻率和单一弛豫时问;多晶和复合高分予膜属非均匀体系,包含多个电阻率和多重阻抗弛豫时间,它们... 详细信息

一、引言离子选择膜的表观阻抗包括膜本体及膜与电极界面阻抗之和。从离子传输和对交流信号响应的观点出发,单晶膜属于均匀体系,具有单一电阻率和单一弛豫时问;多晶和复合高分予膜属非均匀体系,包含多个电阻率和多重阻抗弛豫时间,它们分别对应于多晶体的晶粒和晶界或高分子膜的活性物质和基质部分的阻抗分量;玻璃膜介于这二类体系之间,在

关键词：离子选择膜实部虚部交流电桥复数阻抗阻抗谱图弛豫时间矢量电压表相位计电工仪表电阻率电阻系数测量系统测试系统非均匀体系