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纳米材料导论作业 1.XRD结构特征：XRD是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等)最有力的方法。XRD 特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。2.TEM观察：透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射电子显微镜的分辨率为0.10.2nm，放大倍数为几万百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2µm、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。TEM观察：即射电子显微镜简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。3.原子径向分布：许多原子组成的系统中任取一原子为球心，求半径为r到r+dr的球壳内的平均原子数，再将每原子的结果进行平均，用函数4pr2r(r)dr表示（r(r)表示半径为r的球面上的平均原子密度），则RDF=4pr2r(r)称为原子径向分布函数。即任一原子周围，其他原子在沿径向的统计平均分布。4.扩散的X射线研究：研究固态扩散的X射线方法大致分为如下几类：(1)根据衬底相点阵常数的变化研究表面氧化物层(或内扩散层)的扩散问题；(2)由薄层厚度分析建立不同扩散退火条件下的动力学曲线，从而研究扩散过程；(3)根据薄层组成相的衍射强度带分析，由吸收分析和衍射线型的计算机模拟方法，研究表面和界面区的浓度分布曲线，从而确定扩散系数和扩散动力学过程。5.核磁共振全名是核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，NMRI）又称自旋成像（spin imaging），也称磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI），是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。6.电子自旋共振（electron spin resonance, ESR），过去常称为电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance, EPR），是属于自旋1/2粒子的电子在静磁场下的磁共振现象，类似静磁场下自旋1/2原子核有核磁共振之现象，又因利用到电子的顺磁性，故称电子顺磁共振。7.拉曼光谱（Raman spectra）：是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。8结构的内耗（IF）的研究：固体在机械振动中由于内部原因引起的振动能量损耗，称为内耗它在工程上是材料阻尼性能的一种指标，同时又是研究材料内部缺陷的一种灵敏工具通常测量内耗的应力幅是在弹性范围内，由于材料的滞弹性，应变要经过一个弛豫过程才能达到与应力相应的平衡值在应力撤除后，应变经过弛豫又逐渐回复到零。9. 正电子湮没：正电子与电子相遇后一起消失而放出光子的过程。正电子是电子的反粒子，它的质量和电荷量与电子相同，但电荷符号相反。1929 年P.A.M.狄喇克预言了正电子的存在，1932 年C.D.安德森用云 室研究宇宙射线时发现了正电子。中国物理学家赵忠尧在此之前（1929 1930）曾观测到重元素对硬射线有反常的吸收，并伴随放出能量大约为 5.50105 电子伏的光子，后来被证实为正、负电子对的产生和随后正电子的湮没辐射。正电子湮没主要有三种方式：自由湮没、生成电子偶素后湮没、参与化学反应。10.荧光现象：是指叶绿素在透射光下为绿色，而在反射光下为红色的现象，这红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。叶绿素溶液的荧光可达吸收光的10%左右。而鲜叶的荧光程度较低，指占其吸收光的0.11%左右。11. 维斯鲍尔普学研究：指一种原子核无反冲的射线共振散射或吸收的现象。一个自由原子核发射或 吸收光子时，原子核要受到反冲，反冲能量损失，发射谱或吸收谱便产 生偏差，对大部分核辐射，难以实现共振吸收。若原子核被束缚在晶体点 阵上，晶体质量远大于一个原子核的质量，发射或吸收光子时，整个晶 体反冲，反冲能量将显著减小，容易观察到共振吸收现象。这就是所谓无 反冲共振吸收。12. 电子越迁选择定则：在光谱实验中，并不是所有的能级间都可以发生跃迁，有些跃迁“止”的或很难被观测到，而那些“许可”的跃迁可以用一系列跃迁定则(Selection Rules for Electronic Transitions)表示。13. 量子限域效应：当量子点的尺寸接近其激子波尔半径时，随着尺寸的减小，其载流子（电子、空穴）的运动将受限，导致动能的增加，原来连续的能带结构变成准分立能级，并且由于动能的增加而使得量子点的有效带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱发生蓝移，而且尺寸越小，蓝移程度越大，这就是量子限域效应。14. 缺陷能级作用：点缺陷对半导体性质的影响: 缺陷处晶格畸变,周期性势场被破坏,致 使在禁带中产生能级. 热缺陷能级大多为深能级,在半导体中起 复合中心作用,使非平衡载流子浓度和寿命 降低. 空位缺陷有利于杂质扩散. 对载流子有散射作用,使载流子迁移率和寿命降低。15. 杂质能级的影响：施主杂质和受主杂质有相互抵消作用,通常称为杂质补偿.杂质补偿是制造各种半导体器件的基础. 和主晶格原子的价电子相差大于1的杂质，在半导体中形成的杂质能级一般离导带底或价带顶较远，它们的施主或受主作用一般不明显，通常称这些杂质能级为深能级。靠近禁带中央的深能级往往是有效的复合中心，能促进非平衡载流子的复合，对半导体的光电和发光性能起重要作用16.饱和磁化强度是铁磁性物质的一个特性。铁磁性物质在外磁场作用下磁化，开始时，随着外磁场强度的逐渐增加，物质的磁化强度也不断增大；当外磁场增加到一定强度以后，物质的磁化强度便停止增加而保持在一个稳定的数值上，这时物质达到了饱和磁化状态。这个稳定的磁化强度数值就叫做这个物质的饱和磁化强度。不同种类的铁磁性物质，饱和磁化强度的数值也不同。饱和磁化强度Ms是永磁性材料极为重要的磁参量。永磁材料均要求Ms越高越好。饱和磁化强度决定于组成材料的磁性原子数、原子磁矩和温度。在低温区，它遵循布洛赫(Btoch)定律。17. 磁性转变：磁性物质的磁化与温度有关，存在一临界温度TC称为居里温度（也称居里点）。当温度增加时，由于热扰动影响磁畴内磁矩的有序排列，但在未达到居里温度TC时，铁磁体中分子热运动不足以破坏磁畴内磁矩基本的平行排列，此时物质仍具有铁磁性，仅其自发磁化强度随温度升高而降低。如果温度继续升高达居里点时，物质的磁性发生突变，磁化强度M（实为自发磁化强度）剧烈下降！因为这时分子热运动足以使相邻原子（或分子）之间的交换耦合作用突然消報，从而瓆解了磁畴硁矩昉规律的排列。时磁畴消失，铁磁性变为顺磁性18：超顺磁性：从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性19.居里温度：居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。the Curie temperature 居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。也可以说是发生二级相变的转变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。20. HP、RS、MS、SHS方法：HP：通过实验得到屈服强度&和晶粒尺寸d的实验数据，然后以d(-1/2)为X，以屈服强度串Y，则误差为e-!bXi-Yi，求误左的平方咄，关为（abX1-Y1）2+（a+bX2-I2）2+（a+bX3-Y3）2+。，然后将误差的平方和分别对a和b求偏导，令偏导等于零，代入数据，解方程组，从而求得a和b的值，就可以得到hell-petch公式。RS：将陶瓷基体粉末和增强体纳米粉末混合均匀，加入粘结剂后压制成所需形状，经高温加热进行淡化或碳化，反应生成陶瓷基体把纳米级第二相紧密地结合在一起，从而获得陶瓷基纳米复合材料的方法。MS：质谱法，即用电场和磁