稀土钇-铝共掺杂氧化锌透明薄膜光学性能研究

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法制备出纳米钇-铝共掺杂氧化锌(Y-AZO)透明薄膜，利用XRD、EDX、SEM、UV-Vis测试对薄膜进行了表征.结果表明:Y-AZO晶粒为六角纤锌矿结构，当Al的掺杂量高于或等于Y的掺杂量、退火温度为500℃时可以得到不含杂质的均匀透明的薄膜，且薄膜在400~780 nm 可见光范围内平均透过率在87%以上.     

铈掺杂ATO（Ce-ATO）纳米粉体的制备及表征

采用自蔓延燃烧法制备出Ce掺杂的ATO (Ce-ATO)纳米粉体.利用XRD、SEM对粉体的结构及粒径进行了表征.研究了Ce掺杂量、滴定终点pH值、煅烧温度与煅烧时间对粉体晶型结构与粉体粒度及性能的影响,发现当Ce掺杂量为4%,滴定终点pH为7,在600℃下煅烧2h得到的粉体性能最好.此条件下制备的Ce-ATO粉体晶粒尺寸分布为18~22nm,且Ce-ATO粉体的电阻率为9.72?cm     

ATO隔热透明原位复合薄膜的制备与性能

通过原位复合方法制备出氧化锡锑/氧化石墨烯/聚酰亚胺(ATO/GO/PI)复合薄膜,并分析薄膜组成对其光学性质的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见(UV-Vis)和红外反射光谱仪探究薄膜的微观形貌、紫外可见透过率及红外反射率.结果表明:当ATO、GO含量分别为0.6%、0.016%时,ATO/GO/PI复合薄膜结构为无定形态,此时ATO、GO纳米颗粒均匀分散在PI基体中,此类复合薄膜的红外反射率达86%,400~800nm波段透过率达97%,300~350nm紫外光透过率为0%.     

纳米铈-铝共掺杂氧化锌透明薄膜的光学性能研究

用溶胶-凝胶浸渍提拉法在普通玻璃片上制备了纳米Ce-Al共掺杂ZnO(Ce-AZO)透明薄膜,并研究了Ce-AZO薄膜的光学性能.结果表明:Ce-AZO薄膜在可见光区的平均透过率均在85%以上;Al和Ce掺杂摩尔分数分别为4%和2%、pH 7.1、退火温度450℃时,Ce-AZO薄膜在可见光区500～700 nm的透过率达到92%,在紫外区300～350 nm平均透过率只有2%.     

Fe3+掺杂TiO_2的制备及其微观结构和光学性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2粉体和薄膜,通过X射线衍射仪分析了Fe~(3+)掺杂TiO_2的微观结构,采用紫外可见近红外分光光度计表征了Fe~(3+)掺杂TiO_2的光学性质。结果表明:Fe~(3+)掺杂TiO_2为锐钛矿结构,随Fe~(3+)离子浓度的增加,TiO_2晶化减弱,晶粒尺寸减小。掺杂前后TiO_2薄膜在波长400 nm到1100 nm之间,透过率在65%以上,在310 nm到380 nm之间,透过率急剧减小;当Fe~(3+)摩尔含量为3%时,TiO_2的吸光度最大,禁带宽度最小。     

K掺杂量对氧化锌薄膜晶体结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶旋涂法(sol-gel)在玻璃衬底上制备了不同K掺杂量的K-N共掺ZnO薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了表征.结果表明:与未掺杂样品相比,K-N元素共掺之后,薄膜结构仍保持六方纤锌矿型且沿c轴择优生长;随着K掺杂量的增加,样品的(002)衍射峰强度先增强后减弱,而对薄膜的紫外发光峰影响不大.当K掺杂量(原子比)为0.060时,晶粒尺寸最大,结晶性能最优,紫外发光峰强度相对较大.利用紫外-可见分光光度计对薄膜的光学透过率进行研究,结果表明不同K掺杂量的K-N共掺ZnO薄膜其光透过率没有明显变化,均维持在80%左右.     

铈掺杂对氧化钛薄膜光吸收性能的影响

采用电子束蒸发法制备铈掺杂的TiO2薄膜,研究掺杂铈TiO2薄膜的透过率,以及掺杂对TiO2薄膜光吸收性能的影响.实验发现掺杂CeO2使氧化钛薄膜的禁带宽度Eg从3.27 eV减小到2.51 eV,从而使光学吸收边从380 nm红移到495nm,大大提高了对太阳光或可见光的利用能力.     

铈掺杂金刚石薄膜的研究

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统制备了铈(Ce)掺杂金刚石薄膜。对Ce掺杂金刚石薄膜进行了飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)和X射线光电子能谱(XPS)的表征。研究结果表明:在金刚石薄膜的深度方向上,Ce元素的质量分数呈现梯度分布,表层中质量分数最大。当Ce掺杂通量分别为30 m L/min、45 m L/min和60 m L/min时,掺杂金刚石薄膜样品中Ce的质量分数分别为0.53%、0.86%和1.34%。     

Ce掺杂对BaTiO3陶瓷微观结构的影响

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Ce掺杂的BaTi1-xCexO3（x=0.001,0.002,0.005,0.01）陶瓷.研究了Ce掺杂对BaTi1-xCexO3物相结构、晶粒生长和微观结构的影响.结果表明BaTi11-xCexO3为单一钙钛矿结构,随Ce掺杂量增加,晶格参数c/a逐渐减小;在烧结过程中,Ce掺杂可以抑制晶粒生长,有效的控制晶粒尺寸;陶瓷密度随Ce掺杂量增加而逐渐增大,最高可达理论密度的94.1%.     

Sb掺杂对ATO薄膜光电性能的影响

以无水SnCl4和SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶浸渍提拉镀膜法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)导电薄膜,并采用XRD、SEM、霍尔效应(Halleffect)、四探针法、UV-Vis等测试手段表征不同Sb掺杂量对ATO薄膜结构及其光电性能的影响。结果表明,Sb的掺杂提高了ATO薄膜的导电性能和光学性能;Sb掺杂量为8%时ATO薄膜的电阻率低达0.048Ω.cm,平均光透射率高达84%,薄膜的综合性能达到最佳。     

纳米ATO隔热薄膜的制备及性能研究

以有机硅丙乳液为成膜物，掺锑二氧化锡水性浆料为颜填料得到掺锑二氧化锡隔热涂料，使用线棒涂布器在载玻片和230mm*230mm的普通玻璃上涂膜，分别制得了掺锑二氧化锡含量为1%,2%,3%,5%的薄膜。薄膜透明均一稳定。利用用紫外可见光谱仪和自制隔热箱分别研究了掺锑二氧化锡含量对薄膜的光学性能和隔热性能的影响。结果表明随着掺锑二氧化锡含量的增加紫外区与可见区透过率均降低，其隔热性能呈上升趋势。掺锑二氧化锡含量为5%时，可见光透过率高达80%，隔热温差达10℃。     

水热法合成纳米ATO粉末的研究

研究了以锑白、氢氧化钠、锡酸钠为原料，硫酸作为沉淀剂先制备出ATO的前驱体，然后用水热法合成了ATO纳米粉体，用容量法和碘量法分析其锑掺杂量分别为4．3mol％、5．8mol％和7．2mol％，并用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、差热分析等手段对粉末进行了表征．DTA分析表明所得到的粉末脱水完全，晶型稳定；TEM分析结果表明其平均粒度20nm左右。XRD分析表明，随着锑掺杂量的增加，ATO的粒度减小而结晶性能变差．图4，表2，参10．     

Ce，Sm联合掺杂TiO2薄膜制备及其电致变色特性

以钛酸四丁酯、硝酸铈和硝酸钐为主要原料,采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备Ce,Sm联合掺杂TiO2电致变色薄膜,Ce,Sm掺杂的摩尔分数分别为0,2%,5%和10%.采用电化学工作站和紫外可见分光光度计,研究了薄膜的循环伏安特性和光谱特性.结果表明,Ce,Sm的摩尔分数为2%时,薄膜的峰值电流最大,电荷存储能力最强,注入电荷密度为1512mC·cm-2,循环可逆性K值为07.Ce,Sm的摩尔分数为5%和10%时,随着掺杂量的增加,薄膜的峰值电流减小,电荷存储能力变弱.Ce,Sm掺杂TiO2薄膜在可见光范围内具有更好的光学透明度,着色时颜色很浅,着色态和褪色态的光谱透过率几乎一致,均在90%以上,可以在电致变色玻璃中作为离子存储材料.     

氧浓度对磁控溅射Ti／WO3薄膜光学性能的影响

在不同氧浓度下,采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Ti掺杂的WO3薄膜并在450℃退火。用X射线衍射（XRD）、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构和光学性质进行表征,分析了不同氧浓度对气敏薄膜的透光率、微结构及光学带隙的影响。结果表明,氧浓度增大,沉积速率越慢,膜厚度减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大;透射率曲线随着氧浓度的增加逐渐向短波方向移动,表明薄膜的光学带隙宽度随氧浓度的增大而变大。     

射频磁控溅射制备CuAlO_2薄膜及性能表征

利用Al(OH)3和Cu2O高温固相反应烧结制备的靶材,采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备非晶CuAlO2薄膜.薄膜的表面均匀,颗粒大小约为50 nm,可见光范围内透射率为60%,平均折射率达2.0,直接带隙为3.86 eV.随着在紫外光源下曝光时间的增加,薄膜的接触角从96.3°减小到87.5°,薄膜仍呈现出良好的疏水性.     

锑掺杂纳米二氧化锡颗粒在乙二醇中的分散稳定性

开发了二次球磨湿法制备锑掺杂纳米二氧化锡(ATO)/乙二醇(EG)稳定体系的新方法;选用硅烷偶联剂KH 570,实现了ATO颗粒在EG溶液中的均匀分散和稳定性控制;研究了分散工艺参数对体系的影响,探讨了ATO颗粒的表面包覆改性机理。研究表明:分散剂KH 570的含量和体系的pH显著影响ATO在EG中的分散稳定性,在KH 570含量为1.5%,体系pH为8.5时,ATO/EG浆料的分散性能最佳。KH 570与ATO颗粒表面羟基发生的化学键结合,提高了颗粒表面的疏水性,改善了ATO颗粒与有机极性溶剂及高聚物之间的亲和力。     

Mg掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

采用磁控溅射方法在硅和石英衬底上制备了纯ZnO和Mg0.04Zn0.96O薄膜.用XRD和AFM表征薄膜的晶化行为和显微结构,用透射谱和光致发光谱分析薄膜的光学性质.分析结果显示:两种薄膜均为六角纤锌矿结构,且沿c轴取向,薄膜表面光滑致密,晶粒分布均匀;薄膜在可见光范围内具有较高的透过率,Mg掺杂后透射谱吸收边向高能侧移动,相应的薄膜的带隙宽度从3.28 eV升至3.36 eV;用包络法计算出薄膜的光学常数表明,Mg掺杂没有明显改变薄膜的折射率,但使消光系数明显增大;薄膜的光致发光谱分析也发现,掺入Mg使带边发射峰蓝移.     

金属掺杂对半导体薄膜光学性质的影响

研究了射频溅射法制备的半导体膜的光学特性.通过样品透射谱分析,发现在半导体In2O3材料中掺入金属Fe颗粒的薄膜中,电子的带间跃迁由In2O3的直接跃迁变为间接跃迁;随Fe所占体积份数的增加,局域态尾变宽,带隙变窄.这是由于掺入Fe颗粒后,母体材料与金属颗粒的界面处表面态增多,以及母体材料的非晶化引起的.     

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

 采用溶胶 凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×10² Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85 %。