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科研动态
同步辐射技术在剪切诱导高分子结晶前预有序研究中的应用进展
我室李良彬研究员等利用同步辐射微焦点X射线衍射研究了流动场中高分子预有序的形成及其结构。原位跟踪了流动场中预有序的产生及其演化过程,建立了时空间分辨的研究方法,相关研究工作发表于近期的Macromolecules2014, 47, 4408 – 4416。 高分子材料是一种晶体与无定形共存的半结晶性的材料,其晶体的结构、形态及晶体含量等影响制品最终的性能。高分子加工成型中经历的流动场能够改变晶体形态,例如从“球晶”到“羊肉串晶”,加速结晶过程,改变晶体结构等。这些改变主要来自于流动场在结晶前对高分子熔体的取向、结构等的影响,因此预有序的研究是构建流动场诱导结晶完善结晶理论的重点课题。目前针对预有序结构的研究所使用的最常用的方法为宽角与小角X射线衍射联用。研究结果显示小角X射线散射在宽角信号出现之前即有强度及峰值的变化,因此推断出预有序的结构为非晶体的。然而宽角与小角X射线衍射探测灵敏度的差异性成为众多研究者争议的热点问题。预有序含量少、浓度低且分布不均匀,同时常规的X射线光斑大,得到的信号大部分来自于无规熔体,只有极少部分来自于预有序。 针对上述问题,研究人员利用自行研制的
2014-11-07
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科研动态
同步辐射技术在二氧化钒薄膜相变的应力调控方面取得重要进展
我室邹崇文副研究员和樊乐乐以及罗震林博士等利用同步辐射X射线衍射和倒空间成像技术(Reciprocal Space Mapping)在研究二氧化钒超薄膜的外延生长和界面应力调控相变方面取得重要进展,相关研究工作发表于近期的Nano Lett., 14 (2014) 4036 二氧化钒材料表现出独特的可逆的金属绝缘体相变,这种相变将导致VO2 的电、磁和光学性质会发生突变,比如在相变过程中其电阻率和红外线透射率的突变等,因而在相变存储和“智能窗”的应用上具有极大的前景。但是这种相变临界温度为68 度,作为实际应用仍然相对过高。因此调控二氧化钒相变过程,从而降低相变温度一直是研究的热点问题。目前常用的方法就是利用钨,铌等原子掺杂来降低其相变温度到室温附近。虽然通过上述掺杂调控尽管能够使得相变温度大大降低,可是其原先所具有的突变的光电功能特性,比如巨大的电阻率和红外透射率的变化会大大削弱,从而丧失了其作为智能窗材料的实际用途。利用薄膜外延沉积的手段在二氧化钒薄膜内产生界面应力,从而降低二氧化钒薄膜的相变温度被证明为一个可行的手段。但是界面应力的引入对二氧化钒薄膜的晶格结构的影响以及相应
2014-10-17
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同步辐射技术在研究太阳能转化功能材料方面取得重要进展
我室刘庆华副研究员、何劲夫博士和姚涛副研究员等利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术在研究新型太阳能转化功能材料的形貌结构和性能调控中取得重要进展,于2014年10月6日在国际著名期刊《自然-通讯》上发表研究论文(NatureCommunications5,5122(2014)),阐述了他们的研究成果。 通过太阳能光解水的“人工光合作用”将太阳能转换为清洁的氢能,被认为是21世纪人类解决能源和环境问题的最有效途径之一。在过去的几十年里,国内外研究者已经在光解水领域展开了广泛的工作,但目前取得的可见光区的量子转换效率仍然比较低,严重限制了太阳能光解水技术的工业化应用前景。普遍认为导致金属氧化物在可见光区水分解性能低的本质原因主要有以下两个方面:1)常见的金属氧化物半导体光生载流子的迁移距离比较短、复合比较快;2)通常需要较大的过电势才能完成水的氧化反应。如何解决这些难题就成为提高金属氧化物的可见光水分解性能的必要途径。 针对以上科学难点问题,他们从理论上提出一种通过形成“矢量迁移通道”的能级结构来引导光生载流子迁移的途径。实验上,通过将一层2~3nm厚的Fe2TiO5窄禁带(
2014-10-07
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科研动态
同步辐射技术在研究低维磁性材料方面取得重要进展
近期,我实验室闫文盛副研究员、孙治湖副研究员和刘庆华副研究员等利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术在研究低维磁性材料的结构、形貌和性能调控中取得重要进展,在化学学科顶级刊物《美国化学会志》上发表研究论文(J.Am.Chem.Soc.2014,136,1150-1155;J.Am.Chem.Soc.2014,136,10393-10398),阐述了他们的研究成果。稀磁半导体具有奇异的光、电和磁特性,在未来的量子计算机及自旋电子学器件中有着广泛应用前景,其磁性决定于磁性离子之间的磁相互作用,但磁性离子间固有的反铁磁相互作用往往抑制了其磁性可调性。针对这一科学难点问题,他们从理论上提出通过形成量子点核壳结构来抑制反铁磁相互作用、进而调控铁磁相互作用的方法。实验上,他们在5nm直径的Co掺杂ZnO量子点外面包覆一层0.5nm厚的半导体材料ZnS或Ag2S壳层以后,成功地将Co离子之间的反铁磁相互作用转变成铁磁相互作用。并利用同步辐射软、硬X射线吸收谱学技术等的一系列测量和理论分析,证实了包覆ZnS或Ag2S壳层引起的Co3d能级在ZnO带隙间位置的改变是导致量子点中磁性相互作用转变的原因
2014-09-01

