・工艺与应用・ Ｌｉ一，Ｓｂ一和Ｔａ一共掺杂（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３陶瓷的低温烧结 张辉，王晓慧，方建，沈正波，郝亚楠 （清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京１０００８４） Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｌｉ一，Ｓｂ。ａｎｄ Ｔａ。Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ’（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３ Ｃｅｒａｍｉｃ ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｈｕｉ，ＦＡＮＧ Ｊｉａｎ，ＳＨＥＮ Ｚｈｅｎｇ ｏ，ＨＡＯ Ｙａ—ｎａｎ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ａｎｄ Ｆｉｎｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉ一，Ｓｂ—ａｎｄ Ｔａ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３（ＬＴＳ—ＫＮＮ）ｎａｎｏ—ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ａ ｗａ— ｔｅｒ—ｂａｓｅｄ ｓｏｌ—ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（ＮａｏＫｏ４４ Ｌｉｏｏ４）（ＮｂｏＴａｏｏ６ Ｓｂ００８）０３ ｃｅｒａｍｉｃ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓ— ５２ ８６ ．．．．．．ｆｕｌｌｙ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｔ ａ ｌｏｗ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ １ ０００℃ｆｏｒ ２ ｈ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒ，ａｎｄ ｉｔｓ ｄ３３，ｋ。， ，ｔａｎ６，Ｐ ，Ｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｒｅ ３１１ ｐＣ／Ｎ，４６．８ ，１５４５，０．０２４，１５．１ ｔｔＣ／ｃｍ ，１．２１ ｋＶ／ｍｍ ａｎｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． ９８．６ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｅｒａｍｉｃ，Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３ 摘要：采用水基溶胶一凝胶法合成的Ｌｉ一，Ｓｂ一和Ｔａ一共掺杂的（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ。（ＬＴＳ－ＫＮＮ）纳米粉体，在１０００＂（２低温烧结２ ｈ， 成功制备出高性能的（Ｎａｏ．ｓｚＫｏ ４ Ｌｉ。．ｏ ）（Ｎｂ０．８６Ｔａ。．ｏｓｓｂｏ．ｏ８）０ｓ无铅压电陶瓷，它的ｄｓｓ，ｋｐ， ，ｔａｎ８，Ｐ，，Ｅｃ及相对密度分别达到 ３１１ ｐＣ／Ｎ，４６．８ ，１５４５，０．０２４，１５．１￣Ｃ／ｃｍ ，１．２１ ｋＶ／ｍｍ及９８．６ 。 关键词：压电陶瓷；低温烧结；（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ 中图分类号：ＴＢ３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－－８９３５（２０１４）０１—００４０－－０５ Ｌｉ一，ｓｂ一和Ｔａ一共掺杂的（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ。陶瓷因 （Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ。陶瓷进行了低温烧结研究。 其优异的压电性能而被认为是目前最有可能取代铅 基压电陶瓷的体系。然而，此类陶瓷存在烧结温度 区间窄、性能重复性差等缺点，一直没被大规模用于 压电器件。目前研究比较多的低温烧结是通过引入 助烧剂来实现的。Ｌｅｅ［１］，Ｂｅｒｎａｒｄ［２ 及Ｗａｎｇ等［。］ 通过引入过量的Ｎａ和Ｋ元素，ＬｉＬ４］，ＨａｇｈＥ ，Ｚｈａｏ 等＿６］通过引入ｃｕＯ助烧剂来实现ＫＮＮ基陶瓷的 低温烧结。另外，Ｋ５ｌ４Ｃｕ１．３Ｔａｌ。Ｏ２９，ＬｉＢｉＯ２，ｃｕＢｉＯ４ 及ＬｉＢＯ 等一些新型助烧剂也被研究者开发出 来［７ ］，不过这些助烧剂的加入往往会引入杂相并 导致ＫＮＮ基陶瓷压电性能的劣化。值得关注的 是，ＫａｋｉｍｏｔｏＬｇ 利用化学法制备高活性的细晶 Ｋ Ｎａ。 ．１ 实验 １．１样品制备 实验原料为本人采用溶胶一凝胶法制备出来的 尺寸为１１～３４ ｎｍ的（Ｎａ。ｌ５２ Ｋ…４ Ｌｉｏ．０４）（Ｎｂ０．８６ Ｔａ。．。 Ｓｂ。。ｓ）Ｏ。纳米粉体（简称纳米粉体）以及普通 ．固相法制备的同配方粗晶粉体（简称粗晶粉体）［１ 。 纳米粉体和粗晶粉体分别与５ （质量比）ＰＶＢ混 合后压片，然后空气中进行固相烧结。为了充分对 比低温烧结效果，本实验没有采用埋粉保护，直接将 陶瓷片在空气中烧结。在固相烧结中，升温速度为 ５℃／ｍｉｎ，排胶温度为４００℃，排胶时间为１ ｈ，烧结 ＮｂＯ。粉体，然后在较低温度（１０００℃）下 保温时间为２ ｈ，烧结结束后炉冷至室温。 １．２样品表征 成功烧结出高相对密度（ｐ一４．４６ ｇ／ｃｍ。），高性能 （志 一０．４４，Ｑ 一２８０，ｄ３３—１６１ ｐＣ／Ｎ）的ＫＤ．５ 首先在压电陶瓷片的上下表面镀银电极，进行 极化，极化所加电场为２．５ ｋＶ／ｍｍ，温度为１１０℃， Ｎａ ＮｂＯ。陶瓷。本文对Ｌｉ一，Ｓｂ一和Ｔａ一共掺杂的 囫 Ｑ！璺二 时间为３０ ｍｉｎ，然后进行各种性能测试。Ｘ射线衍 图１显示的是不同条件制备的（Ｎａ Ｋ 射（ＸＲＤ）的测试仪器为Ｃｕ靶Ｘ射线衍射仪（Ｄ／ Ｌｉ。．。 ）（Ｎｂ０．８ Ｔａ。．。 Ｓｂ。．。。）Ｏ。陶瓷的ＸＲＤ图谱，它 ｍａｘ３Ｂ型，日本理学，东京，日本）；显微结构的测试 们分别是６０ｏ￣Ｃ煅烧４ ｈ得到的纳米粉体，纳米粉体 越蹑靛罂 仪器为扫描电镜（ＳＥＭ）（Ｌｅｏ－１５３０，Ｚｅｉｓｓ， 在９５０，１０００，１０５０及１１００℃烧结２ ｈ得到的陶瓷， Ｏｂｅｒｋｏｃｈｅｎ，德国），为真实反映陶瓷显微结构，所 及粗晶粉体在１１００℃烧结２ ｈ得到的陶瓷。如图１ 有陶瓷经过抛光和热腐蚀处理，热腐蚀温度比烧结 （ａ）所示，所有样品都呈现出典型的钙钛矿相结构。 温度低１００℃；压电系数ｄ。。的测试仪器是准静态压 虽然在６００℃煅烧４ ｈ得到的纳米粉体中能发现一 电系数测试仪（ＰＭ３００，ＰＩＥＺＯＴＥｓＴ，伦敦，英国）； 些残余有机物的杂相，但在它烧结得到的陶瓷中没 平面机电耦合系数是利用阻抗仪（４１９２Ａ，ＨＰ，Ｓａｎ－ 有发现杂相，这说明残余有机物在烧结过程中很容 ｔａ Ｃｌａｒａ，美国）测试谐振一反谐振频率算出；介电性 易被排除干净。如图１（ｂ）所示，直到１０５０℃，纳米 能是利用电容计（４２７８Ａ，ＨＰ，Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，美国）在 粉体烧结得到的陶瓷的００２和２００峰都几乎高度相 室温下测试１ ｋＨｚ的数值得到；电滞回线是通过铁 等，表明这些陶瓷一直保持着多晶型转变（ＰＰＴ）的 电测试仪（ＲＴ６０００ＨＶＡ，Ｒａｄｉａｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ 相结构。纳米粉体烧结得到的（Ｎａ。． 。Ｋ Ｌｉ。．。 ） Ｉｎｃ．，Ａｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅ，美国）在室温下测试得到，测试 （Ｎｂ Ｔａ。．。 Ｓｂ 。）Ｏ。陶瓷能在较宽的温度区间内 电压为３ ｋＶ／ｍｍ；密度是利用阿基米德排水法测量 保持相结构稳定的主要原因是由于低温烧结既能一 得到，并以ｐ一４．６１ ｇ／ｃｍ。作为陶瓷的理论密度来 定程度地抑制了碱金属的挥发，又避免了分凝现象 计算相对密度；维氏硬度是由数字式显微硬度计 分发生。很多文献报道，ＰＰＴ相结构在提高ＫＮＮ （ＨＸＤ－１００ＴＭＢ，上海泰明泰明光学仪器有限公司， 基陶瓷的电学性能方面有着重要作用，这意味着这 上海，中国）首先在２ Ｎ保持２ Ｓ条件下压出维氏压 些由纳米粉体低温烧结得到的陶瓷可能具有较好的 痕，然后用光学显微镜（ＢＸ５０，Ｏｌｙｍｐｕｓ，东京，日 电学性能。不过，随烧结温度的继续上升，纳米粉体 本）测出压痕的对角线长度ｄ 和ｄ。，最后应用公式 在１１００℃烧结得到的陶瓷转变成了典型的四方相 Ｐ一１．８５４ｍ／（ ・ｄｚ）算出维氏硬度，其中Ｐ的单位 结构，与粗晶粉体在１１００℃烧结得到的陶瓷的相结 为ＧＰａ， 的单位为ｋｇ，ｄ的单位为ｍ。 构一致，相结构的变化可能是由于高温下碱金属的 ２结果与分析 挥发导致的。 ２０ ２５ ３０ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０ ２０／（。） ２０／（。） （ａＪ Ｃｏ） 图１不同条件制备的（Ｎａ ２Ｋ。 ４Ｌｉ。．。 ）（Ｎｂ。．。 Ｔａ０．。 Ｓｂ ８）０。陶瓷的ＸＲＤ图谱 表１给出了不同条件制备的（Ｎａ。． ２Ｋ。．“Ｌｉ。．。 ） 的ｄ３３’ｋ ，忌及ｔａｎ 分别达到３１１ ｐＣ／Ｎ，４６．８％， （Ｎｂ。．ｓｓＴａ。．。 Ｓｂｏ－ｏ ）Ｏ。陶瓷的压电和介电性能。如 １５４５及０．０２４。这些纳米粉体烧结得到的陶瓷之所 表所示，在９７５＂－－－１０５０￣Ｃ这样宽且低的温度区间内， 以具有较好的性能，主要是由于它们既具有较高的 纳米粉体烧结得到的陶瓷都具有较好的性能，其中， 相对密度，又具有ＰＰＴ相结构（图１）。纳米粉体在 纳米粉体在１０００￣Ｃ烧结得到的陶瓷的性能最佳，它 ９５０℃烧结的陶瓷的性能略差主要是由于该陶瓷的 型璺二 ！团 图４显示了不同条件制备的（Ｎａ ｚＫ Ｌｉ。．。 ） （Ｎｂ。． Ｔａ。．。 Ｓｂ。．。 ）Ｏ。陶瓷的电滞回线，它们分别是 纳米粉体在９７５及１０００℃烧结２ ｈ得到的陶瓷，粗 晶粉体在１ｉ００℃烧结２ ｈ得到的陶瓷。如图所示，骥 ■ｅ ｅ 纳米粉体在低温９７５＂Ｃ及１０００￣Ｃ烧结得到的陶瓷电 滞回线饱满，可以与粗晶粉体在高温１１００℃烧结得 到的陶瓷相媲美。同时，它们具有较高的剩余极化 Ｐ 和较低的矫顽场Ｅ ，分别为１３．６／ｘＣ／ｃｍ ，１．２１ ｋＶ／ｍｍ和１５．１￣Ｃ／ｃｍ ，１．２１ ｋＶ／ｍｍ。这些结果 从铁电性能的角度再次验证了ＫＮＮ基纳米粉体的 低温烧结效果。 貅 １ｏｏｏ￣ｃ辨 １ｌｏｏ￣ｃ 图４不同条件制备的（Ｎａｏ ｓｚＫ Ｌｉ。－ｏｔ） （Ｎｂ Ｔａｏ．。６Ｓｈ ）０。陶瓷的电滞回线 ３ 结论 采用水基溶胶一凝胶法合成的（Ｎａ。． 。Ｋ。． Ｌｉ。．。 ） （Ｎｂ。 Ｔａ。．。 Ｓｂ。．。。）０。纳米粉体，在１０００℃低温烧 结２ ｈ，成功制备出高性能的（Ｎａ。．ｓｚ Ｋ¨ Ｌｉ。．。 ） （Ｎｂ。．８。Ｔａ。．。 Ｓｂ。．。８）Ｏ。无铅压电陶瓷，它的ｄ ｋ ， ｋ，ｔａｎ ，Ｐ，，Ｅ 及相对密度分别达到３１１ ｐＣ／Ｎ，４６．８ ％，１５４５，０．０２４，１５．１“Ｃ／ｃｍ ，１．２１ ｋＶ／ｍｍ及 ９８．６ 。利用纳米粉体来实现对ＫＮＮ基陶瓷的 低温烧结，是解决ＫＮＮ基陶瓷烧结温度区间窄，性 能稳定性差的一个有效的方法。 参 考 文 献 ［１］Ｙｏｎｇ—ｈｙｕｎ Ｌ，Ｊｅｏｎｇ—Ｈｏ Ｃ，Ｂｙｕｎｇ—Ｉｋ Ｋ，ｅｔ ａ１．Ｐｉｅｚｏｅ— ｌｅｅｔｒｉｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍａｓｓ ｏｆ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ Ｓｏｄｉｕｍ ｉｎ（Ｋ０．５ Ｎａｏ．５） Ｎｂ０３ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ＥＪ］．Ｊｐｎ Ｊ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ，２００８，４７（６）： ４６２０—４６２２． ［２］Ｂｅｒｎａｒｄ Ｊ，Ｂｅｎｃａｎ Ａ，Ｒｏｊａｃ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｌｏｗ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｋｏ．５ Ｎａｏ．５ ＮｂＯ３ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ＥＪ３．Ｊ Ａｍ Ｃｅｒａｍ 田 璺二 ！ Ｓｏｃ，２００８，９ｌ（７）：２４０９—２４ｌ１． ［３３ Ｗａｎｇ Ｈ—Ｑ，Ｚｈａｎｇ ｘ—ｗ，Ｄａｉ Ｙ—Ｊ．Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ（Ｌｉ，Ｔａ，Ｓｂ）Ｍｏｄｉｆｉｅｄ （Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３ Ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｉｔｈ ＫＮｂＯ３ ａｓ Ｓｉｎｔｅ— ｒｉｎｇ Ａｉｄ ＥＪ］．Ｍａｔｅｒ Ｌｅｔｔ，２０１２，６７（１）：１４５—１４７． ［４］Ｌｉ Ｅ，Ｋａｋｅｍｏｔｏ Ｈ，Ｗａｄａ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｕｏ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｎｉｏｂａｔｅ－Ｂａｓｅｄ Ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ Ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ Ａｍ Ｃｅｒａｍ Ｓｏｅ，２００７，９０（６）：１７８７—１７９１． ［５３Ｈａｇｈ Ｎ Ｍ，Ｋｅｒｍａｎ Ｋ，Ｊａｄｉｄｉａｎ Ｂ，ｅｔ ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｕ 一Ｄｏｐｅｄ Ａｌｋａｌｉ Ｎｉｏｂａｔｅｓ Ｅ３］．Ｊ Ｅｕｒ Ｃｅｒａｍ Ｓｏｃ，２００９，２９（１１）：２３２５—２３３２． ［６］Ｚｈａｏ Ｙ Ｊ，Ｚｈａｏ Ｙ Ｚ，Ｈｕａｎｇ Ｒ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＣｕＯ－Ｄｏｐｅｄ ０．９５（Ｋｏ ５ Ｎａ０．５）ＮｂＯ３—０．０５Ｌｉ（Ｎｂ０．５ Ｓｂｏ．５）Ｏ３ Ｌｅａｄ－ｆｒｅｅ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ［Ｊ］．Ｊ Ｅｕｒ Ｃｅｒａｍ Ｓｏｃ，２０１１，３１（１１）： １９３９—１９４４． ［７］Ｓａｓａｋｉ Ｒ，Ｓｕｚｕｋｉ Ｒ，Ｕｒａｋｉ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｌｏｗ－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｎｉｏｂａｔｅ Ｂａｓｅｄ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｅｒａｍ— ｉｃｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ａｉｄｓ［ｊ］．Ｊ Ｃｅｒａｍ Ｓｏｃ Ｊｐｎ，２００８， １１６（１３５９）：ｌ１８２—１１８６． ［－８］Ｍａｔｓｕｂａｒａ Ｍ，Ｙａｍａｇｕｃｈｉ Ｔ，Ｋｉｋｕｔａ Ｋ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｓｏｄｉｕｍ Ｎｉｏ— ｂａｔｅ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｉｔｈ Ｎｅｗｌｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ Ａｉｄ口］． Ｊｐｎ Ｊ Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｐａｒｔ １一Ｒｅｇｕｌ Ｐａｐ Ｂｒｉ Ｃｏｍｍｕ＆Ｒｅｖ Ｐａｐ，２００５，４４（１Ａ）：２５８—２６３． ［９］Ｋａｋｉｍｏｔｏ Ｋ，Ｈａｙａｋａｗａ Ｙ，Ｋａｇｏｍｉｙａ Ｉ．Ｌｏｗ－Ｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｄｅｎｓｅ（Ｎａ，Ｋ）ＮｂＯ３ Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｅ— ｒａｍｉｃｓ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｉｔｒａｔｅ Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｊ Ａｍ Ｃｅｒａｍ Ｓｏｃ，２０１０，９３（９）：２４２３—２４２６． ［１Ｏ］Ｆａｎｇ Ｊ，Ｗａｎｇ Ｘ Ｈ，Ｌｉ Ｌ Ｔ．Ｌｉ－，Ｓｂ—ａｎｄ Ｔａ－Ｍｏｄｉｆｉｅｄ （Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３ Ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｖｉａ ａ Ｗａｔｅｒ－ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌ—Ｇｅｌ Ｍｅｔｈｏｄ口］．Ｐｈｙｓｉｃａ Ｓｔａｔｕｓ Ｓｏｌｉｄｉ Ｒａｐｉｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１２，６（３）：１３２—１３４． 作者简介：张辉（１９７１年一），博士，高级工程师，清华大学， Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｈｕｉ０６０４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 基金项目：国家９７３计划项目（２ＤＯ９ＣＢ６２３３Ｏ１）；国家自然科 学基金创新团体（５１２２１２９１）；国家自然科学基金杰出青年学 者（５０６２５２０４）；国家自然科学基金（５１２７２１２３）；三星电子有 限公司和中材建设有限公司 通讯作者：王晓慧教授，清华大学，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｘｈ＠ ｍａｉｌ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ 收稿日期：２０１３—０８—２０
