论文部分内容阅读
核磁共振技术在几十年的时间里已经发展成为探索物质微观结构的一种重要手段。在本文中，我们利用核磁共振的基本原理及实验方法如魔角法，交叉极化法及核四极共振法等，对菱形相C60聚合物及铌酸锂体系进行了研究。主要结果如下：
一． 对菱形相C60聚合物的研究
在5GPa、800℃的条件下，C60分子之间可能发生2+2加环反应，使得分子之间形成共价键，从而获得菱形相(菱形相)结构的C60的聚合物，实验结果表明菱形相C60聚合物具有弱铁磁性，但对铁磁性的起源并没有定论。我们利用固体核磁共振研究，主要有如下发现：
(1)样品的氢谱出现峰，同时在样品的交叉极化谱线上在29 ppm的位置出现峰，这表明在样品中含有氢杂质，氢杂质并不是独立存在的，而是连接到菱形相C60聚合物构成单元—C60球上。
(2)通过对交叉极化动力学的研究表明，氢连在C60球上有着特殊的位置。氢位于聚合物的成键平面内。即在样品中一些连接C60球的碳与碳加成反应被碳与氢的加成反应所取代。
(3)通过对核磁共振氢谱及红外光谱的研究表明，氢连接到C60球上有两种情况，C60球上面的双键被打开，同时有两个氢连接到C60球上，而另一种情况是，C60球上面的双键被打开，但只有一个氢连接到C60球上。
(4) 当C60球上面只连有一个氢的时候，氢的电荷及自旋会转移到C60上，当两个带有氢的C60球直接或间接相连的时候，自旋之间会产生相互作用，其交换积分为正。我们认为，正是由于有单个的氢连接到C60球上的这种氢杂质结构的存在，使得菱形相C60的聚合物具有了铁磁性。
二． 对铌酸锂的缺陷结构进行的研究
铌酸锂是目前应用很普遍的压电，铁电和电光晶体。尤其是具有优良的电光特性，在激光技术等方面很有应用价值。但其内部的缺陷及杂质会对其性能产生影响。我们分别对湿化学方法合成得纳米铌酸锂颗粒及在氢气氛下用紫外光辐照的同成分铌酸锂样品进行了研究，主要有如下发现：
(1)对由湿化学方法合成得纳米铌酸锂颗粒的研究。
(a)通过对核四极分裂效应的研究，我们发现随着样品颗粒尺度的变大，样品的四极分裂常数也随之变大，这说明样品内部的锂缺陷的数量逐渐变小。
(b)而通过对样品表面的锂的运动变窄的效应的研究，我们发现随着样品颗粒尺度的变大，表面的锂的激活能增加，表明样品表面的氧缺陷逐渐变少。
(c)经在空气中退火处理后，样品表面的氧缺陷减少，而压力处理同样会对样品的表面缺陷产生影响。
(2)对氢气氛下用紫外光辐照的同成分铌酸锂样品的研究。
(a)经紫外光辐照后，样品氢的核磁共振谱线在0.08ppm的位置会出现一个新的峰，这表明，氢进入到铌酸锂晶体之中。
(b)通过与质子交换的样品的氢核磁共振谱线进行比较，我们发现氢的位置是位于锂空穴的位置。
(c)氢进入到样品内部的速度会随着样品的表面积的增大而提高。而经过长时间的辐照后，即对于颗粒大小为2μm的同成分铌酸锂样品，在氢气氛下紫外光辐照65天后，样品中的氢会达到饱和，其饱和量即为样品中锂空穴的量。