高压下五氧化二铌的结构相变及光学性质研究

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1、分类号：O521单位代码：10183研究生学号：2015932031密级：公开研高压下五氧化吉林大学二铌的硕士学位论文结构相（学术学位）变及光学高压下五氧化二铌的结构相变及光学性质研究性质StructuralPhaseTransitionsandOpticalPropertiesofNb2O5研究underHighPressure关洲作者姓名：关洲专业：凝聚态物理研究方向：高压物理指导教师：李全军教授培养单位：物理学院吉林大学2018年5月高压下五氧化二铌的结构相变及光学性质研究StructuralPha

2、seTransitionsandOpticalPropertiesofNb2O5underHighPressure作者姓名：关洲专业名称：凝聚态物理指导教师：李全军教授学位类别：理学硕士论文答辩日期：2018年5月27日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学

3、位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，

4、希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：凝聚态物理论文题目：高压下五氧化二铌的结构相变及光学性质研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：130012吉林省长春市前进大街2699号吉大南校唐敖庆C区512室作者联系电话：0431-85168297高压下五氧化二铌的结构相变及光学性质研究摘要众所周知，由于五氧化二铌（Nb2O5）化学性能稳定、光电性能优异、具

5、有高介电常数和高折射率，在制造化学纤维板、单片电容、压电陶瓷和特殊光学玻璃等领域有着重要的应用前景。高压科学技术作为材料研究新手段，已经被广泛的应用在物理学、地球科学和材料学等各个研究领域。基于基础物理研究角度来说，高压技术研究主要目的是为了发现晶格结构在压力诱导下的相变过程，理解相变机制；基于应用的角度来看，高压技术研究是为了发现具有新特性的高压相。如果利用高压技术获得高压相，并且这个高压相的新颖特性能够随其晶格结构一同被保留至常压环境。那么，高压技术可以被视为合成新型功能材料的一种重要手段。本篇论文主

6、旨是利用高压科学技术，结合高压原位同步辐射X光衍射（XRD）、对分布函数分析（PDF）、紫外-可见光透过率光谱（UV-visible），拉曼光谱(Raman)和X光吸收光谱（XAFS）等测试手段，研究Nb2O5高压下的结构相变，理解Nb2O5高压相变机制，探索Nb2O5高压下的光学性质。本文研究结果如下：1.对单斜相H-Nb2O5进行了高压结构相变研究，发现其在~9GPa的压力下发生由单斜相向正交相的结构转变，并且当压力到达21.4GPa时发生压力诱导非晶化结构相变，由正交相转变为无定型的非晶态结构。PD

7、F和XAFS光谱数据揭示了单斜相向正交相的结构相变过程中，部分NbO6八面体发生破坏和崩塌转变为NbO7十面体；Nb2O5在压力诱导非晶化的相变过程中，最近邻的共边NbO6八面体和共边NbO7十面体的连接方式基本上被最大程度上的保留下来，阐明了Nb2O5压致非晶源自于高压下NbO6八面体和NbO7十面体长程秩序的破坏。2.研究了高压下Nb2O5光学性质的变化，发现当压力达到～8GPa时，其透光率在可见光至近红外（450~1000nm）区间内随着压力的增大而提高，并且在压力达到22.2GPa以上时出现了明显

8、的增强，呈现出良好的透光特性。这表明Nb2O5在压力诱导非晶化后具有较高的透过率，透光率最高可达52%。在卸至常压过程中，我们发现这种压致非晶结构是不可逆的，并且在恢复至常压下样品依旧保持较高光学透过率。这种黑色透光非晶材料在特种光学玻璃等功能材料领I域中具有潜在应用价值。关键词：五氧化二铌，压致相变，非晶，透光率IIStructuralPhaseTransitionsandOpticalPropertiesofNb2O5un