M_2RSbO_6:R~(3+)复合氧化物的合成组成结构和性能的研究(M = Ba、Sr、Ca, R = La、Gd、Y、Bi, R' = Sm、Eu、Dy、Ho、Er、Tm)

对于稀土与非稀土所组成的二元复合氧化物的研究国外已有较多的报导。但是，对于稀土和锑的复合氧化物只是近年来才开始有些研究工作。含锑与稀土的多元复合氧化物的报导就更少。本文在我们实验室张静筠等人三元复合氧化物研究的基础上，开展Mo—Sb_2O_5—R_2O_3—R'_2O_3—Bi_2O_3多元体系的研究工作，这对于我国丰产元素稀土和锑的应用以及利用Bi~(3+)的激活与敏化将是有益的。本文按Thornton等人的方法合成了Ba_2BiSbO_6，Ba_2GdSbO_6，按EγΦECEHKO等人的方法合成了M_2RSbO_6 (M = Ba、Sr、Ca, R = La Y)。并以M_2RSbO_6为基质，掺Sm~(3+)、Eu~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)和Bi~(3+)，研究它们的化学组成，晶体结构与发光性能的关系及规律，Bi~(3+)的荧光和敏作用。同时研究了它们的磁学和热学性能。化学组成的分析结果表明，计算的含量与实验测得的含量符合较好，说明化学反应是按化学计量比进行的。通过X-射线粉沫物相分析和晶胞参数的理论计算确定M_2RSbO_6(M = Ba、Sr、R = La、Y、Gd、Bi)复合氧化物是属于立方钙钛太型化合物。空间群为Fm3m，点群为Oh。用计算机计算了Ca_2YSbO_6的晶胞参数并结合荧光光谱分析确定它属于畸变的单斜钙钛矿，空间群为P_(21)。用磁天平测量了样品M_2RSbO_6 (M = Ba、Sr、Ca; R = Gd、Y、Bi)的磁化率。除Ba_2GdSbO_6是顺磁性物质外共余的都是反磁性的物质。按所用原料Sb_2O_5计算的磁化率与测量值符合较好，表明在所研究的M_2RSbO_6化合物中锑是正五价的。用热重热差分析仪测量了样品在反应中的热性能，观察到在化合物形成的过程中所用原料Sb_2O_3大约在520 ℃左右氧化变为Sb_2O_5。除所用原料碳酸盐分解外没有挥发性的物质，这就进一步证明化学组成分析和磁化率测量的结果是正确的。光学测量的结果表明，所有的磷光体随着激活离子浓度的不同其光谱都发生规律性的变化。对于不同Eu~(3+)浓度的Ba_2YSbO_6:Eu~(3+)和Br_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用254nm激发时均能观察到Eu~(3+)于595nm的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰325nm激发时，明显地看到敏化剂Bi~(3+)到Eu~(3+)的能量传递，使Eu~(3+)于595nm的发射大大增强，我们认为Bi~(3+)对Eu~(3+)的敏化作用是由于基质和Bi~(3+)的~1S。→ 3P_1的跃迁吸收了激发的能量，然后无辐射弛豫到Eu~(3+)的激发态~5D_0，产生~5D_0 → 7F_1的磁偶极跃迁。对于不同Eu~(3+)浓度的Sr_2YSbO_6:Eu~(3+)和Sr_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用245nm激发时均能观察到Eu~(3+)于595nm的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰335nm激发时，观察到基质和Bi~(3+)对Eu~(3+)具有某种能量传递。敏化作用机理与上述的Ba_2YSbO_6:Eu~(3+)和Ba_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系相同。对于不同Eu~(3+)浓度的Ca_2YSbO_6:Eu~(3+)和Ca_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用396nm激发时，均能观察到Eu~(3+)于613nm很强的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰313nm激发时，见到Bi~(3+)和基质对Eu~(3+)具有某种能量传递，这种敏化作用主要是由于基质和Bi~(3+)的3P_1 → ~1S_0的400nm的宽带发射和Eu~(3+)的~7F_0 → ~5L_6的396nm的吸收相匹配产生~5L_6→~5D_0→~7F_2的跃迁。通过对激发光谱和荧光光谱的分析给出了Ca_2Y_(0.96)Eu_(0.04)SbO_6的能级图，从实验上可见，Eu~(3+)的发光强烈地依赖于钙钛矿的结构，当Eu~(3+)在空间群为Fm3m 的Ba_2YSbO_6和Sr_2YSbO_6中处于Oh点对称性时，主要是~5D_0 → ~7F_1的磁偶极跃迁。当Eu~(3+)在空间群为P_(21)的单斜钙钛矿中时，主要是~5D_0 → ~7F_2的电偶极跃迁。对于不同掺杂浓度M_2YSbO_6:R~(13+)(M = Ba、Ca; R' = Sm、Dy、Ho、Er、Tm)体系，通过激发和荧光光谱的研究，合理地确定了谱项。发现基质对Sm~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)具有敏化作用。对不同Bi~(3+)浓度的Ca_2YSbO_6:Bi~(3+)，由激发和荧光光谱可见Bi~(3+)具有二个激发带，第一激发带位于240nm处相当于~1S_0 → ~1P_1的跃迁，第二激发带位于315nm处相当于~1S_0 → ~3P_1的跃迁。有一个很强的兰紫色发射位于400nm处相当于~3P_1 →~1S_0的跃迁。

Bi系铜酸盐的固体化学性质与超导性能

本论文基于固态化学原理，以Bi系中2223高Tc相的稳定性为中心，通过对该复合氧化物的超导电性的系统研究，从整体上来认识铜酸盐化合物的超导电性的系统研究，从整体上来认识铜酸盐化合物的超导性能。前四章侧重于对Bi(Pb,Sb)系中的一些基本性质和特殊现象的研究，后面章节则主要是对晶体中Cu-O面内、面外元素替代效应的探讨。

Band crossing in isovalent semiconductor alloys with large size mismatch: First-principles calculations of the electronic structure of Bi and N incorporated GaAs

For large size- and chemical-mismatched isovalent semiconductor alloys, such as N and Bi substitution on As sites in GaAs, isovalent defect levels or defect bands are introduced. The evolution of the defect states as a function of the alloy concentration is usually described by the popular phenomenological band anticrossing (BAC) model. Using first-principles band-structure calculations we show that at the impurity limit the N-(Bi)-induced impurity level is above (below) the conduction- (valence-) band edge of GaAs. These trends reverse at high concentration, i.e., the conduction-band edge of GaAs1-xNx becomes an N-derived state and the valence-band edge of GaAs1-xBix becomes a Bi-derived state, as expected from their band characters. We show that this band crossing phenomenon cannot be described by the popular BAC model but can be naturally explained by a simple band broadening picture.

纯金属Bi中高能重离子辐照效应

利用高能重离子（Ｋｒ， Ｘｅ， Ｓｎ和Ｐb ）辐照处于 １６或 １００ Ｋ的低熔点纯金属 Ｂｉ，通过测量分析辐照引起的样品电阻率增量及其变化速率随辐照剂量的变化，研究了入射离子在Ｂｉ中引起的辐照损伤效应如辐照损伤效率及复杂缺陷的产生等．结果表明，强的电子能损可在纯金属Ｂｉ中引起附加缺陷的产生，从而使得辐照损伤效率＞１．电子能损值大时，入射离子在Ｂi中引起的辐照效应主要是电子能损效应．辐照温度和入射离子速度对辐照效应的强弱有一定的影响．

Bi同位素链上原子核α衰变性质的理论研究；Theoretical Study on α Decay Properties for Bi Isotopes

采用结团模型(clustermodel)计算了从10752Te到292116共443个核素α衰变的半衰期,所得结果与实验值符合得很好,显示了结团模型可以成功地应用于研究原子核α衰变的性质。同时研究了Bi同位素链上奇A核α衰变的半衰期,计算结果与已有的实验值的偏差一般在3倍以内,进而对实验上未知α衰变半衰期的原子核的性质进行了预言。这有助于将来在实验室探测与鉴别这些原子核以及研究它们的α衰变性质。理论与实验的比较将加深人们对原子核结构的认识。

~(12)C与~(209)Bi反应中Au同位素的产额与Q_(gg)的关系；Q_(gg)-Yield Dependence of Au Isotopes in Interaction of 47 MeV/u ~(12)C With ~(209)Bi

用47MeV/u12C离子轰击天然铋靶,通过炮弹和靶核之间的核子转移反应产生Au同位素。使用放射化学方法从大量Bi和复杂反应产物中分离、纯化Au,并制备Au的γ射线测量源。使用HPGe探测器测量放射性Au同位素的γ活性。根据照射结束时Au同位素的活度和其他相关数据,确定每个Au同位素的产生截面。分析发现,缺中子Au同位素的产生截面与Qgg值之间不遵从指数依赖关系,这可用重离子碰撞中的次级过程加以解释。

47MeV/u~(12) C轰击~(197)Au和~(209)Bi引起的裂变关联测量

本论文的工作：利用两体裂变角关联技术，辅之以飞行时间测量，测定了47MeV/u的~(12)C轰击~(197)Au和~(209)Bi靶中心碰撞对应的线性动量转移（LMT），得到了关联裂片出射的共面歧离分布，同时还发现了关联角很小且共面歧离很大的裂变事件，并得到了其相对速度分布。从测到的LMT分布中，得到中心碰撞对应的最可几线性动量转移约占入射动量的65％，相应于单核子线性动量转移约为192MeV/c.A，进而还估算出了所形成热核的激发能上限。在对关联裂片出射的共面歧离效应研究中，发现了共面歧离宽度是热核激发能的较好量度之一。并给出了共面歧离宽度跟热核单核子激发能的经验关系；还用简化的裂片级联蒸发模型估算了蒸发中子、质子和α粒子的平均多重性

25MeV/u~(40)Ar~(15+)+~(209)Bi反应的裂变研究

本文首先回顾了重离子物理学的发展简史，并介绍了当前的一些关于重离子反应的理论方法，同时对于现在核物理的研究热点，热核的特性进行了概括性的叙述．由于裂变是作者工作的重点，因此在文章中，对裂变反应的理论也进行了介绍．为了能够清楚全面的说明我们的工作，本文对于实验装置和探测器也给出了详细的描述．最后，文章对25 MeVu Ar+Bi反应中的裂变进行了讨论．在这些讨论中，我们分析了反应中与裂变相关的数据，得到了碎片的质量，动能分布。同时运用与碎片相关联的4He粒子能谱提取了核温度和裂前裂后的4He粒子多重性，并利用这一数据计算了不同初始激发能下的裂点激发能和裂变时标.