退火温度对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

为制备光学性能良好的TiO2薄膜.采用离子束溅射(IBS)的方法,改变退火温度,在Si基底上制备氧化钛(TiO2)薄膜.利用XRD、XPS、SEM测试薄膜的成分、结晶形式和表面形貌,椭圆偏振光谱仪分析薄膜折射率和消光系数.试验结果发现:随退火温度的增加,薄膜由锐钛矿相变为金红石相,400℃薄膜结晶为锐钛矿相TiO2,1 100℃退火后,薄膜结晶为金红石相TiO2;退火温度升高使薄膜折射率和消光系数随之升高.由此可得, 800℃退火时,TiO2薄膜具有最佳光学性能.     

Ag-TiO_2复合薄膜的低温制备及其性能

采用溶胶-凝胶工艺制备掺银锐钛矿型TiO2溶胶,通过浸渍提拉法在载玻片表面涂膜,并在较低温度下进行热处理(250℃),获得Ag-TiO2复合薄膜。考察热处理温度、掺银量等影响因素,研究复合薄膜的光学性能、光催化性能和抗菌性能,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析测试手段进行表征。结果表明:随热处理温度的升高,TiO2的结晶度提高,并在500℃逐渐由锐钛矿型向金红石型转变,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌由不规则形状依次转变为球形、方形等规则形状,当热处理温度为250℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性;随着掺银量的提高,复合膜的光催化活性先增大后减小,当银含量为3at%～5at%时,复合薄膜具有较好的光催化活性及抗菌性能。     

磁控溅射法制备二氧化钒薄膜及其性能表征

采用射频反应磁控溅射法在镀有SiO2膜的钠钙硅玻璃基片上沉积了二氧化钒(VO2)薄膜.研究了在300℃沉积温度下,不同溅射时间(5～35min)对VO2薄膜结构和性能的影响.用X射线衍射、扫描电镜、自制电阻测量装置、紫外-可见光谱仪、双光束红外分光光度计对薄膜结构、形貌、电学及光学性能进行了表征.结果表明:薄膜在低温半导体相主要以四方相畸变金红石结构存在,在(011)方向出现明显择优取向生长,随着溅射时间的延长,晶粒生长趋于完整,晶粒尺寸增大;对溅射时间为35 min的薄膜热处理,发现从室温到90℃范围内,薄膜方块电阻的变化接近3个数量级;由于本征吸收,薄膜在可见光范围透过率较低,且随膜厚的增加而逐渐降低;在1500～4000 cm-1波数范围内,原位测量薄膜样品加热前后(20和80℃)的红外反射率,发现反射率的变化幅度随着膜厚增加而提高,最高可达59%.     

溶胶凝胶法制备TiO2薄膜及其润湿性研究

采用溶胶凝胶法,于金属基片上构筑TiO2薄膜,通过修饰1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷后,薄膜显示疏水性.对TiO2凝胶的热稳定性进行分析,结果显示,在450℃及以上的温度进行热处理,有机成分可被全部除掉.对所制备薄膜的物相组成和显微结构进行表征,并考察热处理温度对薄膜表面形貌及润湿性能的影响,结果表明,热处理温度为550℃时,疏水性能最好,达到超疏水性.     

快速热处理温度对纳米结构二氧化钒薄膜相变特性的影响

采用射频磁控溅射方法在单晶硅基底表面制备了单一相纳米结构二氧化钒(VO_2)薄膜,相变幅度超过2个量级;利用快速热处理设备对VO_2薄膜进行热处理,研究氮气氛下快速热处理温度对VO_2相变特性的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高精度透射电子显微镜和四探针测试仪对热处理前后薄膜的结晶结构、表面形貌和电学相变特性分别进行了测试。实验结果表明,快速热处理状态下,温度为300℃时,VO_2薄膜的电阻相变幅度由200倍增加到277倍,但是当温度超过350℃后,相变性能迅速变差,相变幅度由2个量级下降为小于1个量级,当温度超过500℃时,相变特性消失;热处理温度升高的过程中,单斜VO_2(011)结晶结构逐渐消失,薄膜的成分转变为V4O7;快速热处理过程中薄膜内的颗粒尺寸保持不变。研究结果将有助于增强对VO_2薄膜在温度差异大、变化速度快环境中的特性进行分析与应用。     

二氧化铪(HfO_2)晶态薄膜的液相自组装制备与表征

以硫酸铪和盐酸为原料,采用液相自组装技术,以十八烷基三氯硅烷(OTS)为模板制各了二氧化铪晶态薄膜.通过表面接触角测试仪观察有机层表面接触角变化,探讨了前驱液pH值.薄膜沉积温度和煅烧温度对HfO2薄膜的影响.通过XRD、SEM等测试手段对HfO2薄膜的物相组成、显微结构和表面形貌进行了表征,结果表明:利用自组装技术在500℃热处理后成功制备出了立方相HfO2晶态薄膜,当沉积温度为70～80℃,HCl浓度为0.3 mol/L时,HfO2薄膜表面均匀致密,生长良好.     

斜角沉积和热处理对射频溅射ITO薄膜光学性能的影响（英文）

运用射频溅射斜角沉积(OAD)制备铟锡氧化物(ITO)薄膜,对薄膜在250℃下进行热处理,采用基体倾斜和退火相结合的方法对材料的形貌和结构进行改性,从而改变材料的光学性能。对薄膜的形貌表征观察到倾斜的纳米柱、柱间裂纹和结构变化。沉积的薄膜具有非晶成分,结构无序;退火后薄膜被晶化,更加有序;薄膜XRD衍射图样与In2O3的立方结构相对应。随着纳米柱倾角的变化,沉积薄膜的折射率可以提高到0.3,退火薄膜的折射率可以提高到0.15。同样,由于微应变的减少,带隙能增加到0.4 eV左右。结果还发现,微应变分布与晶格畸变、缺陷和薄膜中裂纹的存在有关,因此,可以通过改变薄膜的形貌实现对其光学性质的调整。     

原子层沉积制备二氧化钛薄膜及其光催化性能

采用原子层沉积方法在K9玻璃上制备出TiO_2薄膜,利用XRD、SEM、AFM、分光光度计和紫外-可见光谱仪表征了不同沉积温度下薄膜的物相结构、光学性能和光催化性能。结果表明:25和120℃下制备的TiO_2薄膜为无定形态结构,210和300℃下可获得锐钛矿结构;随着沉积温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,表面粗糙度增加,透射率降低,光催化性能增强;300℃下制备的TiO_2薄膜(2mm×2mm)经24h的紫外-可见光照射,对甲基橙溶液的降解率可达98.97%,通过平铺方式增加样品的表面积可显著提高对甲基橙溶液的降解率。     

原子层沉积制备二氧化钛薄膜及其光催化性能研究

采用原子层沉积方法在K9玻璃上制备出TiO₂薄膜,利用XRD、SEM、AFM、分光光度计和紫外-可见光谱仪表征了不同沉积温度下薄膜的物相结构、光学性能和光催化性能。结果表明：25℃和120℃下制备的TiO₂薄膜为无定形态结构,210℃和300℃下可获得锐钛矿结构;随着沉积温度的升高,薄膜的晶粒尺寸变大,表面粗糙度增加,透射率降低,光催化性能增强;300℃下制备的TiO₂薄膜(2mm*2mm)经过12h的紫外可见光照射,甲基橙溶液的降解率可达47.16%,通过增加样品表面积可明显提高对甲基橙溶液的降解率。     

(Cr-Si-Ni)/Si薄膜的微观结构和电阻率

采用磁控溅射方法在Si(100)基底上制备了Cr-Si-Ni电阻薄膜,研究了不同温度退火时薄膜微观结构的转变过程以及对电阻率的影响.结果表明:薄膜在溅射态和低于300℃热处理时为非晶态;退火温度高于300℃以后,薄膜中析出CrSi2晶化相;当退火温度达到600℃时,薄膜中还有少量多晶Si相析出,同时在薄膜与基底界面处还发生了原子的相互扩散;CrSi2晶化相成"岛"状结构,弥散分布在非晶绝缘基底上;薄膜室温电阻率随着退火温度的上升,呈先上升、后下降趋势;薄膜电阻率随退火温度的变化行为与薄膜微观结构的变化以及界面扩散有关.