哪位看的懂拉曼光谱?麻烦帮我分析一下这个图并点评,这是氧化锌晶体的拉曼图谱。

哪位看的懂拉曼光谱?麻烦帮我分析一下这个图并点评,这是氧化锌晶体的拉曼图谱。,第1张

物件自光图确实定迷惑性具备定玻璃光泽色于均匀且特别明显结构特征明显颗粒真若细腻完美镯表面呈现些松散细碎颗粒质与应特征符

说实色些邪手镯表面仔细看其实看注色纹材质翡翠合玻璃或染色石英岩类材质

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你的另一个提问,因为给出了XRD谱,已经回答:

http://zhidao.baidu.com/question/1301835207292159659.html?sort=6&old=1&afterAnswer=1#here。

接下去的工作,你先把每个峰的d值都计算出来、或者利用读谱软件、如同你们现在读到的那两个峰的那样把全部峰都读出来d值,再去X衍射实验室,查找你的样品的标准XRD谱 或依据你的XRD谱的d值、按照d值索引或其它索引去查找DPF数据库粉末衍射卡片所对应的标准晶型物质。

比较你们的XRD谱和标准物质的XRD数据资料,如果一样或较接近,那么标准物质数据库中粉末衍射卡片上已经罗列的数据、资料,你都可以利用。

PDF(或JCPDS或ASTM)卡片各栏的内容:

1区:晶面间距d值区——1a,1b,1c是2θ<90°角区的三条最强谱线的d值(Å),1d是该物相的最大d值。

2区:谱线相对强度I/I1区——最强线定义为100,相对强度值对应于1区的谱线。

3区:衍射实验条件区——射线源(Rad),滤波片(Filler),园筒相机内径(dia.),所能测的最大面间距(cut off),相对强度测量方法(I/I1)——G. C. Diffractometer(盖革计数器衍射仪法);Calibrated Strip(强度标定法)Visual(目测法)等;d corr. Abs?(d值经法吸收校正否?);Ref (参考文献)。

4区:晶体学参数区——晶系(Sys.),空间群(S. G. ,前面是国际符号,后面是熊夫利符号),晶胞数据(a0,b0,c0),轴率(A= a0/b0,C= c0/b0),轴角α、β、γ。单位晶胞内分子数(Z),单位晶胞体积(V),Ref (该区数据参考文献)。

5区:光学及其它物性区——折射率(ε或ω分别为四方、三方、六方晶系平行于或垂直于光轴的折射率,α、β、γ分别是三斜、单斜、正交晶系的三个主折射率),光学符号(Sign),光轴角(zV),D密度,Dx基于XRD谱法测试的密度,熔点(mp),颜色(color)等。

6区:样品来源、制备方法,化学成分相关资料区——S. P. (升华点),D. P.(分解温度),T. P. (转变点)。

7区:物相的化学式或英文名称区——

(1)对于含金及金属的氢化物、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物等,在其化学式(常放括号内)后也给出单位晶胞的“化学式分子”数目的数字和代表布拉维空间格子类型的字母。其字母代表的14种布拉维格子为:

B 体心立方 cI, C 简单立方 cP, F 面心立方 cF, H 简单六方 hP,

M 简单单斜 mP,N 底心单斜 mC,O 简单正交 oP, P 体心正交 oI,

Q 底心正交 oC, R 简单菱方 hR,S 面心正交 oF, T 简单四方 tP,

U 体心四方 tI,  Z 简单三斜 aP

如,(ZrO2 12M,表示ZrO2属简单单斜(缩写为mP)格子,晶胞中12个ZrO2。

如果两个相仅结构不同而其它特征均同,则在字母前加小写字母以资区分,如(Se)32aM,(Se)32bM。

(2)对于层状结构的物相,在其化学式或化学名称后也给出表示多型的符号。其中的数字部分代表单位晶胞内结构单元层的数目,字母代表晶系:

c立方晶系,H六方晶系,M单斜晶系,O正交晶系,R三方晶系(菱面体),T三方晶系(六方体),Tr三斜晶系,Tt四方晶系。

如果两个多型体的物相、重复层数和晶系均相同,则在字母后用脚标1,2区分。如白云母的2M1物相和2M2物相。

8区:物相的化学式和矿物名或俗名区——

(1)此处显示点式化学式或结构式化学式。点式常乘上适当倍数以便与左边7区的化学式一致。矿物名时加括号表示是人造矿石。矿物名后也可附加如7区所用的表示多层的符号。

(2)右上角用星号等注解所列数据的可靠程度(精度标签QM):

★   和*——较高可靠性数据;

i ——数据可靠性稍差、已指标化的数据,强度是估计的,准确性不如星号的;

(空白无符号)——数据一般性可靠;

O ——数据取自多相混合物,精度不高;

C ——由结构参数出发计算所得的数据。

这些符号也标注在检索手册中每行索引的最左边,含义相同。

9区:物相所有的衍射数据区——面间距d(Å )、相对强度I/I1和衍射指数hkl。

本区有时出现的注解字母及其含义是:

α1 ——由α1辐射产生的衍射线;

β——由于β线的出现或与β线重迭而强度不确定的线;

b ——宽的、弥散或模糊的衍射线;

d ——双线;

nc ——不能被所归属晶胞解释的线;

ni ——不能用所给晶胞参数指标化的线;

np ——不能被所给空间群允许的线;

tr ——痕迹衍射线;

+ ——可能的外加指数。

10区(表头):卡片号码——(卡片组号)-(同组中卡片序号),如8-625。若衍射数据多,占用2张卡片,则第2张同样的号码后续“a”,如8-625a。有的物相给出两张卡片,第一张给出的衍射数据是峰值相对强度,第二张给出的是积分强度,这时第二张卡号码后会缀以“A”,如8-625A。

现在,有更新的仪器解析辅助软件可利用。

祝你顺利!进步!成功!

半导体材料:氧化锌半导瓷 化学式:ZnO

基本概况:ZnO(氧化锌)是一种新型的化合物半导体材料Ⅱ一Ⅵ宽禁带(E =3.37eV)。在常温常压下其是一种非常典型的直接宽禁半导体材料,稳定相是六方纤锌矿结构,其禁带宽度所对应紫外光波长,有希望能够开发出蓝绿光、蓝光、紫外光等等多种发光器件。

氧化锌的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。

晶体数据:

针状体根部直径 (µm) 0.1~10

比热 (J/g·k) 5.52

耐热性能 (℃)

1720(升华)

真实密度 (g/cm3) 5.8

表观密度 (g/cm3) 0.01~0.5

粉体电阻率 (Ω·cm) 104~109

介电常数 (实部) 4.5~30

介电常数 (虚部) 20~135

拉伸强度 (MPa) 1.2×104

弹性模量 (MPa) 3.5×105

热膨胀率 (%/℃) 4×106

氧化锌空间结构 电镜下的氧化锌半导体材料

制备方法:纯氧化锌是煅烧锌矿石或在空气中燃烧锌条而得。氧化锌结晶是六角晶系,晶格常数α=3.25×10-10m,c=5.20×10-10m。室温下满足化学计量比关系的氧化锌晶体或多晶体中导电载流子极少,具有绝缘体的性能。在空气中经高温处理后,将会因氧的过剩或不足而成为偏离化学计量比关系的不完整晶体,即含有氧缺位或氧填隙锌的非化学计量比结晶,使自由电子或空穴大大增多,氧化锌由白色绝缘体变成青黑色半导体。当在氧化锌中加入适量的其他氧化物或盐类,如Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3、Al2O3或Al(NO3)2等作为添加剂,按一般的陶瓷工艺成型烧结,可以制得氧化锌半导瓷。

理论模型:六方纤锌矿结构是理想的氧化锌,对称性C6v-4、属于P63mc空间群,品格常数C=O.521 nm,Y=120 ,a=b=O.325 nm,α=β= 90。。其中c/a较理想的六角柱紧堆积结构的1.633稍小为1.602。其它方向的氧ZnO键长为O.197 nm,只有c轴方向为0.199 nm,其晶胞由锌的六角密堆积与氧的六角密堆积反向套够而成。本文所有的及孙模型都是以超晶胞为基础的模型。我们可以看出,在氧化锌中的配位体是一个三角锥,锥顶原子和中心原子的键长与锥面三个原子的键长相比要稍大,其棱长小于底面边长。所以,ZnO 四面体为晶体中02-一配位多面体,O2-与Zn 配位情况基本相同。

计算结果:利用实验晶格参数对理想的ZnO晶体的电子结构进行了计算。其中包括总体态密度,能带结构,分波态密度。图3,图4,图5为计算结果。用其他理论方法计算的结果与本文计算结果相符合。我们可以从图3,图4,图5中看出,基本上,ZnO的价带可分为两个区域,分别是-4.0~0 eV的上价带区以及一6.0~L4.0 eV的下价带。很显然,ZnO下价带区则主要是Zn3d态贡献的,而上价带区则主要是由02p态形成的。在一18 eV处由02s态贡献的价带部分,与其他两个价带由于之间的相互作用相对较弱,本文不做相关讨论。对于主要来源干Zn4s态贡献的导带部分,从Zn4s态到02p态电子具有明显的跃迁过程,氧位置处的局域态密度的引力中心受到影响向低能级方向移动,这就表明了,理想ZnO是一个共价键较弱,离子性较强的混合键金属氧化物半导体材料。

组成:这种半导瓷由半导电的氧化锌晶粒及添加剂成分构成的晶粒间层所组成,其理想结构模型如图。由于每一个氧化锌晶粒和晶粒间层之间都能形成一个接触区,具有一般半导体接触的单向导电性,所以两个晶粒间存在两个相反位置的整流结,一块氧化锌半导瓷片是大量相反放置的整流结组的堆积。

图6:氧化锌半导瓷空间结构

氧化锌半导瓷的伏安特性:当外加电压于这种材料时,低电压下,由于反偏整流结的阻挡作用,材料呈高阻状态,具有绝缘性能。当电压高达一定值时,整流结发生击穿,材料电阻率迅速下降,成为导电材料,可以通过相当大密度的电流。

图7:氧化锌半导体瓷的伏安特性

作用:氧化锌半导瓷的非线性电压电流关系。利用这种对称的非线性伏安特性可以制成各种电压限幅器、能量吸收装置等,如电力系统的过电压保护装置,特别是由于这类材料低电压下的电阻率高,因而在长期工作电压下漏电流小、发热小,可以做成不带火花间隙的高压避雷器;而高电压下电阻低、残压小,能把过电压限制在更低的水平上,使电网和电工设备的绝缘水平有可能降低,特别是在超高压电网,这一点更为重要。

拓展:稀磁半导体材料(Diluted magnetic semiconductors,DMS)

稀释磁性半导体简称稀磁半导体(Diluted Magneticsemi Conductors,DMS),是利用3d族过渡金属或4f族稀土金属的磁性离子替代Ⅱ2Ⅵ族、Ⅳ2Ⅵ族、Ⅱ2Ⅴ族或Ⅲ2Ⅴ族等化合物半导体中的部分非磁性阳离子而形成的新型半导体材料,又可称为半磁半导体(Semi Magnetic Semi Conductors,SMSC)材料或半导体自旋电子材料。之所以称为稀磁半导体是由于相对于普通的磁性材料,其磁性元素的含量较少。这类材料由于阳离子替代而存在局域磁性顺磁离子,具有很强的局域自旋磁矩。局域顺磁离子与迁移载流子(电子或空穴)之间的自旋2自旋相互作用结果产生一种新的交换相互作用,使得稀磁半导体具有很多与普通半导体截然不同的特殊性质,如磁性、显著的磁光效应和磁输运性质。稀磁半导体能利用电子的电荷特性和自旋特性,即兼具半导体材料和磁性材料的双重特性。它将半导体的信息处理与磁性材料的信息存储功能、半导体材料的优点和磁性材料的非易失性两者融合在一起,这种材料研制成功将是材料领域的革命性进展。同时,稀磁半导体在磁性物理学和半导体物理学之间架起了一道桥梁。

ZnO作为一种宽带隙半导体,激子束缚能较高(60meV),具有温度稳定性好、光透过率高、化学性能稳定,原料丰富易得、价格低廉等优点,并且过渡金属离子易于掺杂,可制备性能良好的稀磁半导体,因而成为目前稀磁半导体材料的研究热点。

国内研究以及原理:近年来,由于1i掺杂的Zn()材料可能同时具有铁电性和铁磁性,国内很多研究者都对它进行了研究。南京大学的宋海岸等制备了Ni、I』i共掺的ZnO薄膜,发现由于Li掺杂引入了空穴,使铁磁性减弱 ]。北京航空航天大学的李建军等制备了I Co共掺的ZnO纳米颗粒,实验发现,当掺杂浓度少于9 时体系的铁磁性会增强,其原因是掺入后形成了填隙原子,电子浓度明显增加,使得束缚磁极子浓度增加,且磁极子之间容易发生重叠,最终导致铁磁耦合作用增强。武汉大学的C W Zou等制备了Mn、Li共掺杂的ZnO薄膜,研究了不同Mn掺杂浓度的ZnO样品。但这些研究中对Li、Mn共掺杂ZnO陶瓷的磁性研究并不常见。

应用现状与前景展望

(1)改变组分获得所需的光谱效应

通过改变磁性离子的浓度可得到所需要的带隙,从而获得相应的光谱效应。由于其响应波长可覆盖从紫外线到远红外线的宽范围波段,这种DMS是制备光电器件、光探测器和磁光器件的理想材料。在Ⅲ2Ⅴ族宽带隙稀磁半导体GaN中掺入不同的稀土磁性元素可发出从可见光到红外的不同波长的光,加上GaN本身可发紫外光,因此掺稀土GaN材料可发出从紫外到红外波段的光,如在GaN中掺Er可发绿光,而掺Pr可发红光等。

1994年Wilson等[24]在掺Er的GaN薄膜中首次观察到1.54

μm的红外光荧光。1998年Steckl等采用Er原位掺杂方法首次获得绿光发射[25],掺Er的GaN的另一个重要特性是其温度猝灭效应很弱,这对于制备室温发光器件非常重要。后来红光和蓝光器件相继研制成功,这些都可以作为光通信和光电集成的光源。

(2)sp2d交换作用的应用

利用DMS的巨法拉第旋转效应可制备非倒易光学器件,也可用于制备光调谐器、光开关和传感器件。

DMS的磁光效应为光电子技术开辟了新的途径。利用其磁性离子和截流子自旋交换作用(sp2d作用)所引起的巨g因子效应,可制备一系列具有特殊性质的稀磁半导体超晶格和量子阱器件。这种量子阱和超晶格不仅具有普通量子阱和超晶格的电学、光学性质,而且还具有稀磁半导体的磁效应,因此器件具有很多潜在的应用价值。利用磁性和半导体性实现自旋的注入与输运,可造出新型的自旋电子器件,如自旋过滤器和自旋电子基发光二极管等。

(3)深入研究自旋电子学,推动DMS的实用化

自旋电子学是目前固体物理和电子学中的一个热点,其核心内容是利用和控制固体,尤其是半导体中的自旋自由度。近年来以稀磁半导体为代表的自旋电子学的研究相当活跃,各国科研机构和各大公司都投入了巨大财力和人力从事此领域的研究。利用具有磁性或自旋相关性质的DMS基材料可制出一类新型器件———既利用电子、空穴的电荷也利用它们的自旋。这些新材料和人造纳米结构,包括异质结构(HS)、量子阱(QW)和颗粒结构一直是一些新型功能的“沃土”———与自旋相关的输运、磁阻效应和磁光效应。自旋电子学可用于计算机的硬驱动,在计算机存储器中极具潜力。在高密度非易失性存储器、磁感应器和半导体电路的集成电路、光隔离器件和半导体激光器集成电路以及量子计算机等领域,DMS材料均有重大的潜在应用。但上述以稀磁半导体为基础的自旋电子器件的研制尚处于起步阶段,距实用化还有很长的路程。自旋电子学与自旋电子学器件研究的深入,将加深DMS机理的研究和理论的探索,推动DMS的实用化过程。

(4)室温DMS的研究

为了应用方便,需要开发高居里温度(Tc)的DMS材料(高于室温)。室温下具有磁性为磁性半导体的应用提供了可能。扩展更多的掺杂磁性元素或生长更多种类材料来提高DMS材料的居里温度是当前的首要问题。近来Hori等成功掺入5%Mn在GaN中,获得了高于室温的Tc报道表明(Zn,Co)O的居里温度可达到290~380K[26]。Dietl等[6]采用Zener模型对闪锌矿结构的磁半导体计算表明,GaMnN和ZnMnO具有高达室温的居里温度,该计算结果对实验研究提供了很好的理论依据。但是,如何将磁性和半导体属性有机地结合起来仍然是值得进一步研究的问题。


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