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金红石TiO2材料热电子弛豫动力学第一性原理计算研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 113-121页

作者：师展郑镇法郑奇靖赵瑾中国科学技术大学物理系中国科学技术大学精准智能化学重点实验室中国科学技术大学合肥国家实验室中国科学技术大学合肥国家微尺度物理科学研究中心美国匹兹堡大学物理与天文系

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Ei... 详细信息

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV.结果显示,热电子弛豫过程主要包括两个阶段:（1）首先,热电子被散射到第一布里渊区的等能面上,形成热电子系综,此过程能量基本保持不变,只有动量发生变化,称为动量弛豫过程.对于Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV两种情况,动量弛豫时间均在15-25 fs之间;（2）随后,热电子系综作为一个整体逐渐弛豫至导带底,这一阶段称为能量弛豫过程,其中Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV的能量弛豫时间分别为39和97 fs.在热电子弛豫过程中,其能量通过电声耦合转移给体系晶格,激发更多的声子,TiO2是一种离子晶体,在热电子弛豫过程中,Fr?hlich电声耦合起到了关键作用,导致大部分热电子的能量转移至Γ点的A1g声子,激发了Ti-O拉伸的纵光学支声子.我们的研究为理解金红石TiO2体内的热电子弛豫与能量转化过程提供了新的理论基础.

关键词：第一性原理计算电声耦合热电子弛豫动量空间非绝热分子动力学

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低成本燃烧合成氮化硅的工艺研究

稀有金属材料与工程 2007年第7期36卷 1267-1271页

作者：陈义祥林志明杨筠李江涛中国科学院理化技术研究所

采用硅/氯化铵为反应剂,在2MPa的较低氮气压力实现了燃烧合成氮化硅。研究结果表明,对硅/氯化铵反应剂进行机械活化处理,可以有效提高反应剂活性,从而促进硅粉在低氮气压力下的快速燃烧氮化。随着原料中氯化铵加入量的增加,产物中α相... 详细信息

采用硅/氯化铵为反应剂,在2MPa的较低氮气压力实现了燃烧合成氮化硅。研究结果表明,对硅/氯化铵反应剂进行机械活化处理,可以有效提高反应剂活性,从而促进硅粉在低氮气压力下的快速燃烧氮化。随着原料中氯化铵加入量的增加,产物中α相氮化硅含量逐步升高,最高可达90.6%(质量分数)。应用简单的分析模型计算了料坯中心与表面的温度差,结果表明,以热辐射为主的散热方式导致的粉坯内外温度差是决定产物中不同部位的相组成和形貌产生差异的原因。模型计算和实验检测的结果都证明了这种温度差异的存在。

关键词：机械活化氮化硅燃烧合成

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高介电栅介质材料研究进展

无机材料学报 2008年第5期23卷 865-871页

作者：武德起赵红生姚金城张东炎常爱民中国科学院新疆理化技术研究所

传统的栅介质材料SiO_2不能满足CMOS晶体管尺度进一步缩小的要求,因此高介电栅介质材料在近几年得到了广泛的研究,进展迅速.本文综述了国内外对高介电材料的研究成果,并结合作者的工作介绍了高介电栅介质在晶化温度、低介电界面层、介... 详细信息

传统的栅介质材料SiO_2不能满足CMOS晶体管尺度进一步缩小的要求,因此高介电栅介质材料在近几年得到了广泛的研究,进展迅速.本文综述了国内外对高介电材料的研究成果,并结合作者的工作介绍了高介电栅介质在晶化温度、低介电界面层、介电击穿和金属栅电极等方面的最新研究进展.

关键词：高介电栅介质晶化温度低介电界面层金属栅电极

硼磷酸盐晶体BaBPO_5的非线性光学系数研究(英文)

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人工晶体学报 2007年第5期36卷 985-990页

作者：王西安傅佩珍潘世烈朱镛中国科学院理化技术研究所

用Maker条纹方法测量了硼磷酸盐晶体BaBPO5的非线性光学系数d11(BaBPO5) =(0.439±0.002)d36(KH2PO4),d12(BaBPO5) =(0.425±0.008)d36(KH2PO4),相应的相干长度为:l11=16.985±0.301μm,l12=16.972±0.304μm。确定了非线性光学系数的... 详细信息

关键词：硼磷酸盐晶体 BaBPO5 非线性光学系数 Maker条纹方法激光损伤阈值

感染性发热时三维脑组织热臃塞问题的理论研究

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中国生物医学工程学报 2005年第2期24卷 206-211页

作者：吕永钢刘静中国科学院理化技术研究所低温中心

本研究通过理论计算对感染性 (如SARS)发热后人体脑组织的三维传热进行了模拟。计算结果表明 ,感染发热后脑组织的“危险部位”不在脑核 ,而偏离脑核靠近后脑勺的区域 ,同时脑组织缺血缺氧会导致感染发热病情的急剧恶化。保持室内良好... 详细信息

本研究通过理论计算对感染性 (如SARS)发热后人体脑组织的三维传热进行了模拟。计算结果表明 ,感染发热后脑组织的“危险部位”不在脑核 ,而偏离脑核靠近后脑勺的区域 ,同时脑组织缺血缺氧会导致感染发热病情的急剧恶化。保持室内良好的通风有利于感染发热患者降低脑组织表面温度 ,但是对于高热患者仅靠表面冷却是不够的 ,需要紧急采取其他脑组织冷却措施。本研究对于利用头部前额处的红外热图诊断潜在SARS发热患者也有参考价值。

关键词：感染发热生物传热脑组织热臃塞低温脑复苏

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新型仿生催化剂催化氧化环己烷

石油化工 2007年第8期36卷 774-779页

作者：高利柱赵文军苏建玲杨丹红范晓芸高林中国科学院新疆理化技术研究所

考察了仿生催化剂四苯基金属卟啉-金属Schiff碱-四苯基金属卟啉催化氧化环己烷的反应,探讨了反应温度、氧气压力、反应时间、催化剂用量、不同金属离子配合物催化剂对环己基过氧化氢产量、氧化产物产量、氧化产物酸值、己二酸酸值、氧... 详细信息

考察了仿生催化剂四苯基金属卟啉-金属Schiff碱-四苯基金属卟啉催化氧化环己烷的反应,探讨了反应温度、氧气压力、反应时间、催化剂用量、不同金属离子配合物催化剂对环己基过氧化氢产量、氧化产物产量、氧化产物酸值、己二酸酸值、氧化产物酯值的影响。研究结果表明,在此催化剂作用下,氧化结果与反应温度、氧气压力、反应时间、催化剂用量及配位的金属离子均有密切的关系。得到了适宜的反应条件:四苯基卟啉锰-Schiff碱锰-四苯基卟啉锰为催化剂,反应温度140℃,氧气压力2.00MPa,反应时间240min,m(催化剂)∶m(环己烷)=8.5×10-5;在此条件下,环己烷转化率36.32%,己二酸收率11.41%,氧化产物选择性达91.65%,催化剂每个活性中心上平均转化环己烷分子数达到17000。

关键词：环己烷仿生催化剂氧化环己基过氧化氢

大尺寸、高质量BaAlBO_3F_2晶体的生长

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人工晶体学报 2008年第4期37卷 777-780,824页

作者：岳银超王佳诺胡章贵中国科学院理化技术研究所

本文讨论了影响BaAlBO3F2（BABF）晶体生长尺寸和质量的相关因素，诸如助熔剂的选择、生长原料的制备、籽晶的处理、温度梯度、晶体转速、降温速率等。采用新的B2O3-LiF—NaF助熔剂体系，[001]向籽晶，20—40r／min的转速，1～5℃／d的... 详细信息

本文讨论了影响BaAlBO3F2（BABF）晶体生长尺寸和质量的相关因素，诸如助熔剂的选择、生长原料的制备、籽晶的处理、温度梯度、晶体转速、降温速率等。采用新的B2O3-LiF—NaF助熔剂体系，[001]向籽晶，20—40r／min的转速，1～5℃／d的降温速率，通过中部籽晶法生长出了尺寸为40×30×12mm3、光学均匀性为△n≈4．048×10^-6／cm的BABF晶体。

关键词： BABF晶体中部籽晶法生长条件光学均匀性

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水相一步合成锐钛矿型二氧化钛空心球

物理化学学报 2007年第8期23卷 1173-1177页

作者：吴良专只金芳中国科学院理化技术研究所

报道了水相一步直接合成晶体TiO2空心球的方法.以水溶性的过氧化钛配合物(peroxo-titanium com-plex,PTC)为前驱体、聚苯乙烯(polystyrene,PS)球为模板,在水溶液体系中可直接制备得到锐钛矿型纳米TiO2空心球.与传统的模板法相比,模板的... 详细信息

报道了水相一步直接合成晶体TiO2空心球的方法.以水溶性的过氧化钛配合物(peroxo-titanium com-plex,PTC)为前驱体、聚苯乙烯(polystyrene,PS)球为模板,在水溶液体系中可直接制备得到锐钛矿型纳米TiO2空心球.与传统的模板法相比,模板的包覆、去除及TiO2壳层的晶化等步骤在水相中可一步完成.利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及热重分析仪(TGA)对所合成的纳米TiO2空心球进行了表征,同时推断了可能的反应机理.

关键词：空心球包覆 TiO2 锐钛矿型

非线性光学晶体Na_3La_9O_3(BO_3)_8的生长研究

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人工晶体学报 2005年第3期34卷 387-389页

作者：李云阁吴以成张国春常峰傅佩珍中国科学院理化技术研究所

以Na2CO3和H3BO3为助熔剂,Na2CO3和H3BO3摩尔比为7/6,熔质Na3La9O3(BO3)8和助熔剂摩尔比为1/10～1/14,采用顶部籽晶生长方法,生长Na3La9O3(BO3)8晶体,晶体尺寸为30×18×8mm3。本文讨论了籽晶方向对Na3La9O3(BO3)8晶体生长的影响,(100)... 详细信息

关键词：硼酸镧钠非线性光学晶体顶部籽晶生长技术