检索结果-南通市图书馆

超宽带隙半导体B-C-N三元化合物的高压合成与性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超宽带隙半导体B-C-N三元化合物的高压合成与性能研究

作者：徐保银吉林大学

学位级别：硕士

第三代宽带隙(Eg>3.3eV)半导体如氮化镓(GaN)、氧化锌(Zn O)等,具有高热导率、高击穿电场、高电子饱和速率和极佳的抗辐射能力等特性,适合制作高温、高频和大功率电子器件,蓝绿光、紫外光的发光器件和光电探测器件,在高速计算机、精确... 详细信息

第三代宽带隙(Eg>3.3eV)半导体如氮化镓(GaN)、氧化锌(Zn O)等,具有高热导率、高击穿电场、高电子饱和速率和极佳的抗辐射能力等特性,适合制作高温、高频和大功率电子器件,蓝绿光、紫外光的发光器件和光电探测器件,在高速计算机、精确制导、卫星通信等领域有重要应用。新一代超宽带隙半导体材料(Eg>4.0eV)的击穿电场强度、热导率、电子迁移率、耐高压、耐高温、耐高频、抗辐射等性能均优于第三代宽带隙半导体材料。例如,金刚石(E～5.5 eV)热导率高达2200 WmK,透射波长范围是225nm～2.5μm。c-BN禁带宽度约6.4 eV,热导率约1300 WmK。金刚石和c-BN用作电路封装和散热基片材料,能提高散热效果,增加器件容量及提高器件寿命,在半导体激光器、大功率高频晶体管、大规模集成电路等方面有较好的应用前景,但其外延生长的缺陷控制和位错控制以及n型掺杂比较难以实现。考虑到金刚石和c-BN存在结构相似性和性质差异性,人们设想合成二者晶体结构相似的BCN三元化合物。立方相BCN三元化合物性能介于金刚石和c-BN之间而兼二者之长,从而可望获得一种新型的超宽禁带半导体材料。B-C-N体系半导体(E>3.8 eV)的击穿电场强度、热导率和抗辐射等性能优于氮化硅(Si C,～3.0 eV)和氮化镓(Ga N,～3.4 eV)等宽禁带材料,并且B-C-N半导体材料的载流子浓度和带隙宽度可以通过调整B或N原子浓度进行较好的调控。本论文以石墨和氮化硼为原料,通过球磨和高压合成方法制备硼碳氮(B-C-N)三元化合物超宽禁带半导体材料,并通过改变原料配比和合成条件获得了不同禁带宽度的(BN)C 化合物,系统研究了B-C-N三元化合物的晶体结构和微观形貌,探究了载流子输运性能、能带宽度与碳原子(C)掺杂浓度的关系。具体研究内容如下:(1)以石墨和六方氮化硼为原料,结合机械球磨和高压合成方法制备出B-C-N三元化合物。结构分析表明,所合成的B-C-N化合物高度晶化的层状材料,由石墨烯层插层在C原子掺杂的h-BN层所形成。由于C原子在BN层中B和N原子位置的非平衡替代,导致层状B-C-N化合物具有n型导电特性。光学性质测试结果表明,改变C含量可以实现BCN半导体材料的光学带隙在3.4eV-6.0 eV范围内进行调控。(2)以石墨和六方氮化硼为原料,并添加Fe/Ni合金触媒,在高温高压下合成出立方相晶体结构的BCN三元化合物,并探究了其晶体结构,热稳定性和光学带隙。热重测试结果表明,立方BCN的耐氧化温度达到938℃,高于金刚石的氧化温度;原位高温XRD测试结果显示,立方BCN在1300 C下氧化产生BO。(3)以不同碳源比例的非晶硼碳氮(a-BCN)为前驱物,在高温高压下合成了单一立方相硼碳氮(c-BCN)化合物,光学带隙测试结果表明,该化合物具有超宽禁带宽度(6.0 eV-6.2 eV)。

关键词：硼碳氮超宽禁带半导体高压合成热稳定性

Mg2X(X=Si、Sn)基及CoSb3基热电材料高压合成及热电性能研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Mg2X(X=Si、Sn)基及CoSb3基热电材料高压合成及热电性能研究

作者：高书刊陕西理工大学

学位级别：硕士

热电材料是一种在静态下实现热能与电能直接转换的新型能源材料,在温差发电、热电致冷、催化领域有着很高的应用前景。MgX(X=Si、Sn)基化合物和Co Sb基化合物是重要的中温热电材料。MgX(X=Si、Sn)基热电材料具有密度低、熔点高、膨胀系... 详细信息

热电材料是一种在静态下实现热能与电能直接转换的新型能源材料,在温差发电、热电致冷、催化领域有着很高的应用前景。MgX(X=Si、Sn)基化合物和Co Sb基化合物是重要的中温热电材料。MgX(X=Si、Sn)基热电材料具有密度低、熔点高、膨胀系数小等特点、且其组成元素地壳储量丰富、无毒无害环境友好,因而具有非常好的应用前景。Co Sb方钴矿热电材料由于较大的笼状结构也一直是研究热点。本文采用高温高压和放电等离子烧结技术对MgX(X=Si、Sn)基热电材料制备和Co Sb基热电材料填充掺杂进行了研究,通过元素掺杂,相变调控,退火处理等工艺调控了热电性能,获得了以下的主要研究成果。采用高压合成结合放电等离子烧结制备了MgSn热电材料。对样品的相结构和热电性能进行研究。研究发现高压制备的MgSn会产生正交、六方等亚稳相,通过进一步的低温保压处理,能够促进第二相及单质向立方相转变。高压结合退火可以制备出具有单一反萤石结构的MgSn热电材料。高压条件有效的抑制了Mg的氧化和挥发。两步高压结合退火制备出的纯相MgSn热电材料功率因子在500 K时取得最大值500μWmK,热导率在700 K时取得最小值2.54 WmK,在675 K时样品达到最高ZT值0.1。采用高压合成结合放电等离子烧结制备了Mg(SiSn)固溶样品,结合Sb元素掺杂优化了Mg(SiSn)样品热电性能。最优掺杂Mg(SiSn)Sb样品在温度为773 K时功率因子达到最大值1924.30μWmK。MgSi与MgSn的固溶在材料中引入点缺陷,增强了对声子的散射作用,Mg(SiSn)Sb样品在636 K时达到了所有样品的最低热导率1.43 WmK。固溶结合Sb掺杂最终使Mg(SiSn)Sb样品在715 K时取得ZT最大值0.94。采用高压合成结合放电等离子烧结制备具有高压相变的Mg(SiSn)Sb样品。对样品的物相组成,微区元素分布、微观结构以及热电性能进行了研究。研究结果表明,通过增加压力和增多相变对基体微观元素分布产生了影响,样品在不同的晶格方向上存在大量的位错与晶格畸变,有效的对声子产生了散射,样品的热电性能得到了改善。3GPa压力结合放电等离子烧结的Mg(SiSn)Sb样品在773 K时功率因子取得最大值2983.31μWmK,在723 K时达到最低晶格热导率0.42 WmK。最终通过热电性能的共同优化使得Mg(SiSn)Sb样品在773 K时达到最佳ZT值1.3。采用高压合成结合放电等离子烧结制备了DyCo Sb(x=0、0.05、0.1、0.15)样品,并对样品的结构、断口形貌以及热电性能进行了研究。研究结果表明样品的XRD与标准的Co Sb化合物基本一致。高压制备的二元Co Sb是P型半导,通过Dy填充改变为N型半导体。Dy原子的填充可以改善样品的电性能,降低样品的晶格热导率。最优填充的DyCo Sb样品功率因子在423 K达到所有样品最大值1948.80μWmK,热导率在783 K时达到最小值2.07 WmK,ZT值在623 K时达到最大值0.26。

关键词：热电材料高压合成 Mg2Si1-xSnx化合物 CoSb3化合物

新型氧化物陶瓷的高压合成与电学、磁学性质研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新型氧化物陶瓷的高压合成与电学、磁学性质研究

作者：冯一恒云南大学

学位级别：硕士

作为一种新颖的极端条件材料制备方法,高压合成有着很多常压合成无可比拟的优点,在新材料和新物性的开发探究方面具有独特的作用。目前对于物质的研究大多局限于常规压力下,而一些只有在高温高压下才能产生的晶体结构、化学反应和特殊... 详细信息

作为一种新颖的极端条件材料制备方法,高压合成有着很多常压合成无可比拟的优点,在新材料和新物性的开发探究方面具有独特的作用。目前对于物质的研究大多局限于常规压力下,而一些只有在高温高压下才能产生的晶体结构、化学反应和特殊性能等情况的研究相对较少。四钙钛矿氧化物因其结构和交换作用的复杂性而表现出新颖有趣的电学和磁学性质,如晶间电荷转移、超高居里温度、半金属性、室温巨介电等,但该结构中八面体的严重倾斜使其通常无法在常压条件下合成,利用高压合成新的四钙钛矿结构氧化物并探究其可能存在的新奇物理现象能极大地丰富新材料和新物性的研究。另一方面,很多氧化物在常压合成条件下能够获得特定的晶相却不能形成致密的陶瓷样品,导致一些物理性质未能准确测量或获得。针对上述两方面,本论文利用高温高压在物质合成方面的独特作用和优势,成功制备了两种新型四钙钛矿CaCu3Cr2Ta2O12、CaCu3Cr2Nb2O12材料以及高致密度CuSb206陶瓷样品。利用X射线衍射(XRD)、键价和计算(BVS)、X射线光电子能谱(XPS)以及综合物性测量系统(PPMS)等综合技术手段进行了结构表征和磁学、介电、电输运性质测试分析,建立合成-结构-性质之间的关系。本论文主要研究内容和结果如下:(1)通过高温高压方法首次合成了 A位有序、B位部分有序的立方Pn(?)型四重钙钛矿氧化物CaCu3Cr2Ta2O12,样品中的Cu元素存在Cu+、Cu2+和Cu3+三种价态,Cr和Ta元素分别以+3和+5价存在。通过磁性测量,结合磁化率曲线、逆磁化率曲线和等温磁化曲线等数据共同确定了 CaCu3Cr2Ta2O12具有接近室温的Tc(281 K),在磁转变温度以下表现出亚铁磁性;少部分Cu的变价导致顺磁有效磁矩(5.52μB/f.u.)和5K时的饱和磁矩(2.15μB/f.u.)都小于理论值,有效磁矩的明显减小还可能与B位离子的部分无序排列和自旋倾斜有关。高温高压合成的样品成瓷性较好,变温电阻率测试表明CaCu3Cr2Ta2O12为绝缘体;陶瓷样品在高频和低温下的本征介电常数约为15,损耗约为0.03,介电常数随着温度的升高而呈现数量级的上升并在室温达到了 103以上。(2)利用高温高压条件制备了一种新的Im(?)型A位有序、B位无序四钙钛矿结构氧化物陶瓷CaCu3Cr2Nb2O12,其B06八面体的倾斜程度小于CaCu3Cr2Ta2012。XPS测试确定了 Cu元素以Cu+/Cu2+/Cu3+混合价态存在,Cr和Nb元素分别为+3和+5价。磁性测量分析表明CaCu3Cr2Nb2O12在TC=291 K处经历了一个顺磁到亚铁磁的转变,磁转变温度比CaCu3Cr2Ta2012更接近室温;顺磁有效磁矩(5.59μB/f.u.)和饱和磁矩(2.03μB/f.u.)相对理论值的减小同样归因于Cu2+的减少和B位离子的无序排列。通过高温高压合成的CaCu3Cr2Nb2012陶瓷样品晶粒分布均匀且致密,变温电阻率曲线表现出明显的绝缘体行为。介电温谱表明陶瓷的本征介电常数约为30,介电常数随着温度的升高而呈现数量级的增加并在室温达到了 104,表现出频率依赖的巨介电行为;损耗因子中观察到的低温介电弛豫RXL与极化子有关,高温区出现的介电弛豫RXH归因于晶界效应。用Nb元素替换Ta后,四钙钛矿结构的B位有序消失,磁有序温度TC和介电常数升高。(3)利用高压能增强物质致密性和缩短原子间距的特点,在6 GPa、1273 K条件下合成了三金红石P21/n型单斜CuSb206相的陶瓷样品,常压下难以成瓷的样品经过高温高压处理后非常致密。BVS计算和XPS测试证明样品中元素电荷态组成与预期的Cu2+Sb5+206一致。CuSb206在室温下的电阻率高达108 Ω·cm,电阻率随温度的变化表现出明显的绝缘体行为。低温载流子冻结效应使得单斜CuSb206陶瓷的介电常数和损耗在2-170 K的温度范围内保持良好的频率和温度稳定性,低温和高频下的本征介电常数约为850,损耗约为0.01;载流子的热激活过程使得介电常数和损耗值随着温度的升高而增大,介电常数在室温下达到103以上。

关键词：高压合成氧化物陶瓷四钙钛矿磁学性质电学性质

炸药爆轰法制备纳米石墨粉及其在高压合成金刚石中的应用

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2004年第4期53卷 1260-1264页

作者：文潮孙德玉李迅关锦清刘晓新林英睿唐仕英周刚林俊德金志浩西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 西北核技术研究所西安710024

介绍了一种制备纳米石墨粉的新方法———负氧平衡炸药爆轰法 .对合成的黑粉产物进行x射线衍射分析 ,确认其为石墨结构 ,平均晶粒度为 2 58nm .透射电子显微分析的结果表明 ,炸药爆轰法制备的黑粉为六方结构的纳米石墨粉 ,颗粒呈球形... 详细信息

介绍了一种制备纳米石墨粉的新方法———负氧平衡炸药爆轰法 .对合成的黑粉产物进行x射线衍射分析 ,确认其为石墨结构 ,平均晶粒度为 2 58nm .透射电子显微分析的结果表明 ,炸药爆轰法制备的黑粉为六方结构的纳米石墨粉 ,颗粒呈球形或椭球形 .用小角x射线散射法测定纳米石墨粉的粒度分布在 1— 50nm ,有 92 6wt %的粉末粒度小于 16nm .平均粒径为 8 9nm .纳米石墨粉的比表面积约为 50 0— 650m2 g .在六面顶压机中用纳米石墨粉在Fe粉触媒的作用下进行金刚石的高压合成实验 .实验结果表明 ,约在 12 50— 13 3 0K的范围内 ,有金刚石颗粒生成 ,颗粒尺寸为 5— 15μm ,呈球状或块状 .这一合成温度比用普通石墨合成金刚石的温度低约 3 0

关键词：炸药爆轰法纳米石墨粉金刚石高压合成平均晶粒度透射电子显微分析纳米技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Ba填充方钴矿化合物的高压合成及热电性能

无机材料学报 2010年第1期25卷 23-26页

作者：秦丙克李小雷李尚升宿太超马红安贾晓鹏河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000 吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012

利用高压固相反应方法成功合成了Ba填充型方钴矿化合物BaxCo4Sb12(0.2≤x≤0.8),并探讨了Ba填充及合成压强对化合物电学性能的影响.采用XRD和SEM确定了相组成和晶体形貌,并在室温下测试了材料的电阻率及Seebeck系数.实验结果表明:高压... 详细信息

利用高压固相反应方法成功合成了Ba填充型方钴矿化合物BaxCo4Sb12(0.2≤x≤0.8),并探讨了Ba填充及合成压强对化合物电学性能的影响.采用XRD和SEM确定了相组成和晶体形貌,并在室温下测试了材料的电阻率及Seebeck系数.实验结果表明:高压可有助于提高Ba在CoSb3中的填充含量;化合物BaxCo4Sb12的晶粒直径处于微纳米级而且样品中含有大量的微气孔;在合成压强为4.25GPa时,样品BaCoSb获得最高的功率因子13.19μW/(cm.K2).

关键词：热电材料方钴矿钡填充高压合成

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

液态聚硅烷高温高压合成聚碳硅烷工艺研究

国防科技大学学报 2004年第4期26卷 62-67页

作者：程祥珍宋永才谢征芳肖加余国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

以聚二甲基硅烷裂解制备的液态聚硅烷(LPS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,研究了合成条件对反应终压、Si H键含量、产物产率、软化点、分子量分布及可纺性的影响。研究表明,随着反应温度的提高、反应时间的延... 详细信息

以聚二甲基硅烷裂解制备的液态聚硅烷(LPS)为原料,在高压釜内高温高压反应制备了聚碳硅烷(PCS)先驱体,研究了合成条件对反应终压、Si H键含量、产物产率、软化点、分子量分布及可纺性的影响。研究表明,随着反应温度的提高、反应时间的延长,反应终压逐渐增大,产物的分子量与软化点增高,但同时分子量的分散性增大,使可纺性变差。当LPS在高压釜内460℃下反应3～4h,或450℃下反应6～7h时,可以制得软化点约为210～230℃的PCS,其高分子部分含量约5wt%～10wt%,Si H键含量大于0.9,可纺性较好,适合于制备SiC纤维。

关键词：液态聚硅烷聚碳硅烷高压合成

Na填充型方钴矿化合物CoSb_3的高压合成及电输运特性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高压物理学报 2009年第1期23卷 42-45页

作者：董楠贾晓鹏宿太超姜一平郭建刚邓乐马红安吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

利用高压合成方法,在压力为2 GPa、温度为900 K的条件下,以NaN3作为添加剂,成功地合成出了Na填充型的方钴矿化合物CoSb3。X射线衍射(XRD)研究结果表明,当Na填充量达80%时,合成的Na填充型方钴矿化合物CoSb3仍为单相方钴矿结构,没有Na和N... 详细信息

利用高压合成方法,在压力为2 GPa、温度为900 K的条件下,以NaN3作为添加剂,成功地合成出了Na填充型的方钴矿化合物CoSb3。X射线衍射(XRD)研究结果表明,当Na填充量达80%时,合成的Na填充型方钴矿化合物CoSb3仍为单相方钴矿结构,没有Na和NaN3等杂质峰。在室温下对不同Na填充量的样品进行了电阻率(ρ)和Seebeck系数(α)的测试,研究了不同Na填充量对样品电阻率、Seebeck系数和功率因子(2ασ)的影响。研究结果表明:室温下,样品的电导率随Na填充量的增加而增大,Seebeck系数的绝对值随Na填充量的增加而减小。当Na填充量为0.4时,样品获得了最高的功率因子(8.72μW.cm-1.K-2),此值高于He等报道的利用热压法制备的CoSb3的值。填充量对样品电输运特性的影响规律与Pei等研究的K填充型CoSb3的研究结果相一致。上述研究结果表明,高压合成技术有利于提高填充型方钴矿化合物的填充量,并有效地提高样品的电输运特性。

关键词： CoSb3 NaN3 高压合成热电材料

钠掺杂碲化铅热电材料的高压合成及性能研究（英文）

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Science China Materials 2018年第9期61卷 1218-1224页

作者：蔡博文李江华孙浩张隆徐波胡文涛于栋利何巨龙赵智胜柳忠元田永君 State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology Yanshan University

尽管钠可以对碲化铅进行有效的p型掺杂,但其较低的固溶度限制了对掺杂样品热电性能的全面优化.本工作采用高压合成方法合成钠掺杂的碲化铅样品.结构及成分分析表明样品具有典型的岩盐矿结构,且钠的含量显著提高.相应的,Na_(0.03)Pb_(0.9... 详细信息

尽管钠可以对碲化铅进行有效的p型掺杂,但其较低的固溶度限制了对掺杂样品热电性能的全面优化.本工作采用高压合成方法合成钠掺杂的碲化铅样品.结构及成分分析表明样品具有典型的岩盐矿结构,且钠的含量显著提高.相应的,Na_(0.03)Pb_(0.97)Te样品的载流子浓度也提高至3.2×10^(20)cm^(-3).此外,显微结构分析确认在高压合成样品的晶粒中形成了高密度的位错.受益于增强的功率因数和大大抑制晶格热导率,Na_(0.03)Pb_(0.97)Te样品的热电优值达到1.7.该工作展示了压力在合成碲化铅基热电材料中的优势.

关键词：高压合成热电材料热电性能钠掺杂碲化铅显微结构分析合成样品载流子浓度

反应温度对聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高分子学报 2005年第6期15卷 851-855页

作者：程祥珍谢征芳宋永才肖加余国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显... 详细信息

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显增加,分子量分布变宽,支化度升高,Si—Si键含量明显降低.当反应温度低于460℃时,Si—H键含量及产率随反应温度的升高逐渐升高,当反应温度高于460℃时,由于分子间的缩合及热交联二者逐渐降低.在反应过程中PDMS首先转化为小分子量的PCS,然后是小分子PCS分子间发生脱氢及少量脱甲烷缩合使分子量长大.当反应温度高于450℃时,PCS分子量分布出现中分子量峰,Si—Si键含量较低,在室温空气中比较稳定.

关键词：反应温度聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能