搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

40—60 GPa冲击加载下蓝宝石发光机理研究

张宁超 刘福生 彭小娟 陈源福 王军国 张明建 薛学东

引用本文:
Citation:

40—60 GPa冲击加载下蓝宝石发光机理研究

张宁超, 刘福生, 彭小娟, 陈源福, 王军国, 张明建, 薛学东

Light emission mechanism of sapphire under shock loading from 40 to 60 GPa

Zhang Ning-Chao, Liu Fu-Sheng, Peng Xiao-Juan, Chen Yuan-Fu, Wang Jun-Guo, Zhang Ming-Jian, Xue Xue-Dong
PDF
导出引用
  • 利用轻气炮平面波加载技术结合多通道辐射高温计技术以及瞬态光谱技术, 在40—60 GPa压力区间同时获得了蓝宝石冲击发光的时间分辨光谱和连续波长分布光谱.结果表明, 在该压缩区间蓝宝石发光光谱的波长分布具有普朗克灰体分布特征, 是一种典型的热辐射现象.辐射色温与该压力区间蓝宝石熔化温度接近, 支持剪切带发光观点, 认为剪切带的形成可能与蓝宝石单晶的位错和缺陷有关.对冲击压缩蓝宝石的剪切带发光温度接近熔化温度的观点, 用一维塑性流的热方程给出了合理的解释.
    The spontaneous spectroscopic and radiation pyrometer techniques are combined together to study the light emission of shocked sapphire and its time dependence under a compression of 41—87 GPa. The results are confirmed that the shock induced light emission from sapphire can be attributed to the thermal radiation from the shear bands because of partial dislocation damage. The spectral distribution matches well with the equilibrium thermal radiation of Planck grey-body feature. The fact that of the radiation color temperature is close to the corresponding melting temperature can be explained reasonably by the thermal equations of the plastic flow.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10874141, 10974160)和中央高校基金(批准号: SWJTU112T23)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos.10874141, 10974160), and the Fundation of Center Universities (Grant No. SWJTU112T23).
    [1]

    Kobayashi T, Sekine T, Li X, Yamashita Y 2004 Phys. Rev. B 69 541081

    [2]

    Gaudry E, Kiratisin A, Sainctavit P H, Brouder C H, Mauri F 2003 Phys. Rev. B 67 094108

    [3]

    Hao G Y, Liu F S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 2619142

    [4]

    Jones S C, Vaughan B A M, Gupta Y M 2001 J. Appl. Phys. 90 4990

    [5]

    Jones S C, Robinson M C, Gupta Y M 2003 J. Appl. Phys. 93 1023

    [6]

    Barker L M, Hollenbach R E 1970 J. Appl. Phys. 41 4208

    [7]

    Fat'yanov O V, Webb R L, Gupta Y M 2005 J. Appl. Phys. 97 123529

    [8]

    Holmes N.C, Yoo C S, See E 1992 Elsevier Science, New York, p733

    [9]

    Kondo K 1994 Shock Compression of Condensed Matter (1993). Colorado: Springs Co 1994 p1555

    [10]

    Partouche-Senbban D, Pélissier J L, Anderson W W, Hixson R S 2005 Phys. B 364 1

    [11]

    Hare D E, Holmes N C. 2002 Phys. Rev. B 66 014108

    [12]

    Kanel G I, Nellis W J, Savinykh A S 2009 J. Appl. Phys. 106 043524

    [13]

    Kwiatkowski C S, Gupta Y M 2000 Shock Compression of Condensed Matter (1999) (New York: Elsevier Science Pubilshers) p641

    [14]

    Boslough Mark B 1985 Appl. Phys. Lett. 58 3394

    [15]

    Shi S C, Chen P S, Huang Y 1991 Chin.J.High Press.Phys. 5 205 (In Chinese) [施尚春, 陈攀森, 黄跃 1991 高压物理学报 5 205]

    [16]

    Jing F Q 1999 Introduction to Experimental Equation of State (Beijing: Science Press) p204 (in Chinese) [经福谦 1999 (北京科学出社) 第204页]

    [17]

    Tan H 1994 Chin. J. High Press. Phys. 4 254 (In Chinese) [谭华 1991 高压物理学报 5 205]

    [18]

    Tan H 2000 Chin. J. High Press. Phys. 2 81 (In Chinese) [谭华 2000 高压物理学报 2 81]

    [19]

    Nellis W J, Mitchell A C 1981 J. Appl. Phys. 52 3363

    [20]

    Tan H, Ahrens T J 1990 High Pres. Res. 2 159

    [21]

    Window B, Harding G 1981 J. Opt. Soc. Am. 71 354

    [22]

    Billings B H 1972 American Institute of Physics Handbook 3rd. (New York) p6

    [23]

    Wang Z W, Mao H H 2000 J. Alloys. Compd. 299 287

    [24]

    Shen G, Lazor P 1995 J. Geophys. Res. 100 17699

    [25]

    Kurluv V N, Epelbaum B M 1998 J. Crystal. Growth. 187 107

    [26]

    Wang Y, Mikkola D E 1991 Mater. Sci. Eng. 148 25

    [27]

    Liu L F, Dai L H, Bai Y L, Ke F J 2008 Sci. Chin. 5 500 (In Chinese) [刘龙飞, 戴兰宏, 白以龙, 柯孚久 2008 中国科学 5 500]

  • [1]

    Kobayashi T, Sekine T, Li X, Yamashita Y 2004 Phys. Rev. B 69 541081

    [2]

    Gaudry E, Kiratisin A, Sainctavit P H, Brouder C H, Mauri F 2003 Phys. Rev. B 67 094108

    [3]

    Hao G Y, Liu F S 2007 Appl. Phys. Lett. 90 2619142

    [4]

    Jones S C, Vaughan B A M, Gupta Y M 2001 J. Appl. Phys. 90 4990

    [5]

    Jones S C, Robinson M C, Gupta Y M 2003 J. Appl. Phys. 93 1023

    [6]

    Barker L M, Hollenbach R E 1970 J. Appl. Phys. 41 4208

    [7]

    Fat'yanov O V, Webb R L, Gupta Y M 2005 J. Appl. Phys. 97 123529

    [8]

    Holmes N.C, Yoo C S, See E 1992 Elsevier Science, New York, p733

    [9]

    Kondo K 1994 Shock Compression of Condensed Matter (1993). Colorado: Springs Co 1994 p1555

    [10]

    Partouche-Senbban D, Pélissier J L, Anderson W W, Hixson R S 2005 Phys. B 364 1

    [11]

    Hare D E, Holmes N C. 2002 Phys. Rev. B 66 014108

    [12]

    Kanel G I, Nellis W J, Savinykh A S 2009 J. Appl. Phys. 106 043524

    [13]

    Kwiatkowski C S, Gupta Y M 2000 Shock Compression of Condensed Matter (1999) (New York: Elsevier Science Pubilshers) p641

    [14]

    Boslough Mark B 1985 Appl. Phys. Lett. 58 3394

    [15]

    Shi S C, Chen P S, Huang Y 1991 Chin.J.High Press.Phys. 5 205 (In Chinese) [施尚春, 陈攀森, 黄跃 1991 高压物理学报 5 205]

    [16]

    Jing F Q 1999 Introduction to Experimental Equation of State (Beijing: Science Press) p204 (in Chinese) [经福谦 1999 (北京科学出社) 第204页]

    [17]

    Tan H 1994 Chin. J. High Press. Phys. 4 254 (In Chinese) [谭华 1991 高压物理学报 5 205]

    [18]

    Tan H 2000 Chin. J. High Press. Phys. 2 81 (In Chinese) [谭华 2000 高压物理学报 2 81]

    [19]

    Nellis W J, Mitchell A C 1981 J. Appl. Phys. 52 3363

    [20]

    Tan H, Ahrens T J 1990 High Pres. Res. 2 159

    [21]

    Window B, Harding G 1981 J. Opt. Soc. Am. 71 354

    [22]

    Billings B H 1972 American Institute of Physics Handbook 3rd. (New York) p6

    [23]

    Wang Z W, Mao H H 2000 J. Alloys. Compd. 299 287

    [24]

    Shen G, Lazor P 1995 J. Geophys. Res. 100 17699

    [25]

    Kurluv V N, Epelbaum B M 1998 J. Crystal. Growth. 187 107

    [26]

    Wang Y, Mikkola D E 1991 Mater. Sci. Eng. 148 25

    [27]

    Liu L F, Dai L H, Bai Y L, Ke F J 2008 Sci. Chin. 5 500 (In Chinese) [刘龙飞, 戴兰宏, 白以龙, 柯孚久 2008 中国科学 5 500]

  • [1] 齐海东, 王晶, 陈中军, 吴忠华, 宋西平. 温度对马氏体和铁素体晶格常数影响规律. 物理学报, 2022, 71(9): 098301. doi: 10.7498/aps.71.20211954
    [2] 王钰豪, 刘建国, 徐亮, 刘文清, 宋庆利, 金岭, 徐寒杨. 不同温度压力对浓度反演精度的定量分析. 物理学报, 2021, 70(7): 073201. doi: 10.7498/aps.70.20201672
    [3] 李恬静, 操秀霞, 唐士惠, 何林, 孟川民. 蓝宝石冲击消光晶向效应的第一性原理. 物理学报, 2020, 69(4): 046201. doi: 10.7498/aps.69.20190955
    [4] 祁科武, 赵宇宏, 郭慧俊, 田晓林, 侯华. 温度对小角度对称倾斜晶界位错运动影响的晶体相场模拟. 物理学报, 2019, 68(17): 170504. doi: 10.7498/aps.68.20190051
    [5] 高斯, 王子涵, 滑建冠, 李乾坤, 李爱武, 于颜豪. 飞秒激光加工蓝宝石超衍射纳米结构. 物理学报, 2017, 66(14): 147901. doi: 10.7498/aps.66.147901
    [6] 唐士惠, 操秀霞, 何林, 祝文军. 空位缺陷和相变对冲击压缩下蓝宝石光学性质的影响. 物理学报, 2016, 65(14): 146201. doi: 10.7498/aps.65.146201
    [7] 陈伟超, 唐慧丽, 罗平, 麻尉蔚, 徐晓东, 钱小波, 姜大朋, 吴锋, 王静雅, 徐军. GaN基发光二极管衬底材料的研究进展. 物理学报, 2014, 63(6): 068103. doi: 10.7498/aps.63.068103
    [8] 蒋中英, 张国梁, 马晶, 朱涛. 磷脂在膜结构间的交换:温度和离子强度的影响. 物理学报, 2013, 62(1): 018701. doi: 10.7498/aps.62.018701
    [9] 张祺, 李寅阊, 刘锐, 蒋亦民, 厚美瑛. 直剪颗粒体系声波探测. 物理学报, 2012, 61(23): 234501. doi: 10.7498/aps.61.234501
    [10] 宋云飞, 于国洋, 殷合栋, 张明福, 刘玉强, 杨延强. 激光超声技术测量高温下蓝宝石单晶的弹性模量. 物理学报, 2012, 61(6): 064211. doi: 10.7498/aps.61.064211
    [11] 李岩, 傅海威, 邵敏, 李晓莉. 石墨点阵柱状光子晶体共振腔的温度特性. 物理学报, 2011, 60(7): 074219. doi: 10.7498/aps.60.074219
    [12] 毕忠伟, 孙其诚, 刘建国, 金峰, 张楚汉. 双轴压缩下颗粒物质剪切带的形成与发展. 物理学报, 2011, 60(3): 034502. doi: 10.7498/aps.60.034502
    [13] 程正富, 龙晓霞, 郑瑞伦. 温度对光学微腔光子激子系统玻色凝聚的影响. 物理学报, 2010, 59(12): 8377-8384. doi: 10.7498/aps.59.8377
    [14] 韩茹, 樊晓桠, 杨银堂. n-SiC拉曼散射光谱的温度特性. 物理学报, 2010, 59(6): 4261-4266. doi: 10.7498/aps.59.4261
    [15] 王亚珍, 黄平, 龚中良. 温度对微界面摩擦影响的研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5635-5640. doi: 10.7498/aps.59.5635
    [16] 陈丕恒, 敖冰云, 李炬, 李嵘, 申亮. 温度对bcc铁中He行为影响的模拟研究. 物理学报, 2009, 58(4): 2605-2611. doi: 10.7498/aps.58.2605
    [17] 谢清连, 王争, 黄国华, 王向红, 游峰, 季鲁, 赵新杰, 方兰, 阎少林. 在蓝宝石上生长CeO2 缓冲层的原位双温工艺法及Tl-2212薄膜的技术改进. 物理学报, 2009, 58(11): 7958-7965. doi: 10.7498/aps.58.7958
    [18] 谢清连, 阎少林, 赵新杰, 方 兰, 季 鲁, 张玉婷, 游石头, 李加蕾, 张 旭, 周铁戈, 左 涛, 岳宏卫. 高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO2缓冲层以及Tl-2212超导薄膜生长的影响. 物理学报, 2008, 57(1): 519-525. doi: 10.7498/aps.57.519
    [19] 陈国庆, 吴亚敏, 陆兴中. 金属/电介质颗粒复合介质光学双稳的温度效应. 物理学报, 2007, 56(2): 1146-1151. doi: 10.7498/aps.56.1146
    [20] 彭建祥, 经福谦, 王礼立, 李大红. 冲击压缩下铝、铜、钨的剪切模量和屈服强度与压力和温度的相关性. 物理学报, 2005, 54(5): 2194-2197. doi: 10.7498/aps.54.2194
计量
  • 文章访问数:  8466
  • PDF下载量:  365
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-01
  • 修回日期:  2012-06-12
  • 刊出日期:  2012-11-05

/

返回文章
返回