CuO/SiO2复合薄膜的微观结构和发光特性分析

采用射频磁控共溅射法在硅衬底上沉积Cu/SiO₂ 复合薄膜,然后在N₂保护下高温退火,再于空气中自然冷却氧化,制备出低维CuO纳米结构,并对其微观结构和光致发光进行研究. 退火温度为1100℃时样品中主晶相为立方晶系的CuO（200）晶面,薄膜样品表面出现纳米线状结构,表面组分主要包括Cu、O元素,冷却氧化形成CuO/SiO₂复合薄膜. 该温度下退火后,光致发光谱中出现紫外光和紫光,这是由于复合薄膜中CuO的导带底到Cu空穴缺陷能级的跃迁导致的.     

射频磁控共溅射制备超亲水TiO2/SiO2复合薄膜

采用射频磁控共溅射法制备了SiO2/TiO2复合薄膜,通过控制SiO2靶与TiO2靶的溅射时间可调节SiO2与TiO2的比例.所制备的SiO2/TiO2薄膜为锐钛矿结构.实验结果表明:SiO2的掺入降低了SiO2/TiO2复合薄膜的光催化能力,但却提高了薄膜的亲水性的维持时间.其中,掺入6%～13%SiO2的SiO2/TiO2复合薄膜,在紫外光照射30 min,接触角降到2°;停止照射后,在5天内接触角小于6°.     

多孔SiO2与TiO2复合纳米材料的制备及光催化性能

在溶胶水热法所合成的锐钛矿相TiO₂纳米晶基础上,利用模板剂调制的SiO₂溶胶进一步合成了多孔SiO₂与TiO₂复合纳米粒子,重点研究了复合SiO₂对纳米锐钛矿相TiO₂热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,复合SiO₂提高了纳米锐钛矿相TiO₂的热稳定性,经过900℃热处理后的TiO₂仍然具有以锐钛矿相为主的相组成.在光催化降解罗丹明B实验过程中,经过高温热处理的复合纳米材料表现出优于Degussa P25 TiO₂的活性,这主要与其锐钛矿相结晶度提高和具有较大比表面积等有关.     

花蕾状ZnO层/SiO2多孔网络复合薄膜的制备及其发光特性

采用Zn／SiO2复合靶，用射频磁控共溅射技术在Si(111)衬底上沉积金属锌(Zn)／二氧化硅(SiO2)基质复合薄膜，在空气气氛中700℃条件下进行退火热处理1h，Zn从SiO2基质中析出并在薄膜表面被空气中的O2氧化，合成了花蕾状ZnO层／SiO2多孔网络复合薄膜材料．用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和光致发光谱(PL)分析了复合薄膜的微结构、组成、表面形貌及光致发光特性。     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

多孔TiO2光催化纳米薄膜的制备和微观结构研究

锐钛矿型多孔ＴｉＯ_２纳米薄膜可以从含聚乙二醇（ＰＥＧ）的钛酸盐溶胶前驱体中通过溶胶-凝胶法制备．涂层的形貌,如孔的大小和孔的分布可以通过聚乙二醇的加入量和分子量来控制．当聚乙二醇的加入量和分子量越大,聚乙二醇热分解后在薄膜中产生的气孔就越多和孔径越大．随着ＴｉＯ_２薄膜中气孔孔径和数量的增加,光的散射增强,薄膜的透光率减小．通过扫描电镜（ＳＥＭ）和重量法测定了薄膜的厚度,每镀一次薄膜的厚度增加约为０．０８μｍ．通过Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和红外光谱（ＩＲ）确定了多孔ＴｉＯ_２纳米薄膜中元素的化学组成和表面羟基含量．实验结果表明：薄膜中除含有Ｔｉ、Ｏ元素外,还有一定量来自有机前驱物中未完全燃烧的碳和少量从玻璃表面扩散到薄膜中的Ｎａ和Ｃａ元素;同时发现薄膜表面的羟基含量随聚乙二醇的加入量的增加而增加     

SiC/ZnO/Si镶嵌结构的光致发光研究

采用磁控溅射法制备了SiC/ZnO/Si镶嵌结构复合薄膜,对样品采用了不同的温度进行退火处理,测定了样品的光致发光图谱。结果显示,复合薄膜的光致发光强度较单体薄膜有一定的增强,主要原因是发光复合中心的多元化和分布浓度的增加;随着退火温度的不同,各峰位的变化趋势有所不同。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/SnO₂复合薄膜,通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析,研究了SnO₂与TiO₂配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响.结果表明:复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO₂,当SnO₂与TiO₂的摩尔比为1％～5％时,所制备的薄膜具有超亲水特性;热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好,膜厚度的增加有利于亲水性的改善.     

纳米GaAs—SiO镶嵌复合薄膜的发光特性

采用射频磁控共溅射法制备了纳米ＧａＡｓ－ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜。通过Ｘ射线衍射、透射电镜观察和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积过程中基片温度间的关系。测量了薄膜的光致发光特性。表明,薄膜由晶态的ＧａＡｓ及非晶Ｓdisplay status两相组成,ＧａＡｓ在沉积过程中未明显氧化且以纳米颗粒形式均匀地弥散;ＧａＡｓ的平均粒径依赖于沉积时的基片温度。通过控制基片温度,成功地获得了ＧａＡｓ的平均粒径分     

Ge-SiO2薄膜的结构及其发光特性的研究

采用射频磁控溅射技术制备了Ge-SiO2薄膜，在N2气氛下进行了不同温度的退火处理，分析了样品在室温下的光致发光（PL）特性，为探讨其发光机制，对薄膜的结构进行了表征，XRD、XPS、FTIR谱分析说明样品的发光特性与其结构相对应，394nmPL由GeO缺陷引起，580nmPL与Ge纳米晶粒和基质SiO2界面处的发光光中心相联系。     

磁控溅射共沉积Al-Pb复合薄膜微观结构及电性能

采用磁控溅射共沉积法制备Al-Pb复合薄膜,运用TEM、SEM、EDX和电阻-温度仪对薄膜微观结构和电性能进行研究.结果表明,Al-Pb薄膜具有温度敏感性,电阻温度系数(TCR)可达8.4×10-3℃-1.薄膜微观结构含富Al基体相和富Pb第二相,呈两相组织.随着厚度的增大,第二相粒子及基体相晶粒粒度增大,界面密度降低,界面电子散射效应减弱,电阻率下降,TCR值增大.与Al膜和移去Al基体形成的Pb膜的电性能对比研究显示,Al-Pb薄膜存在并联导电机制,电阻率受两相电阻率和体积分数的影响.     

Ga-Ti共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构和光电性能研究

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了Ga-Ti共掺杂ZnO(GTZO)透明导电薄膜,通过XRD、四探针仪和分光光度计测试,研究了氩气压强对GTZO薄膜光电性能和晶体结构的影响。结果表明:所有GTZO薄膜均为(002)择优取向的六角纤锌矿结构,其光电性能和晶体结构与氩气压强密切相关。当氩气压强为0.4Pa时,GTZO薄膜具有最大的晶粒尺寸(85.7nm)、最小的压应力(-0.231GPa)、最高的可见光区平均透射率(86.1%)、最低的电阻率(1.56×10-3Ω·cm)和最大的品质因子(4.28×105Ω-1·cm-1),其光电综合性能最佳。另外,采用光学表征方法计算了薄膜的光学能隙和折射率,并利用有效单振子理论对折射率的色散性质进行了分析,获得了GTZO薄膜的色散参数。     

磁控溅射制备TiO2薄膜的亲水性能研究

用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备TiO2薄膜,并分别在300℃、400℃、500℃下进行热处理.用紫外吸收光谱、原子力显微镜(AFM)、接触角测定等分析方法研究了制备工艺、热处理和紫外光照射时间对薄膜表面亲水性的影响.结果表明,经紫外光照射或热处理后的TiO2薄膜表面表现出明显的超亲水性,而制备工艺的变化对亲水性的影响不明显.光谱、AFM分析表明,导致薄膜表面亲水性的原因在于薄膜表面微结构的变化.     

溅射沉积CuO薄膜的光学和电学特性

以金属铜为靶材,氧气为反应气体,保持200℃的基底温度不变,通过调节氧氩比(OFR)和反应压强,利用直流反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了一系列氧化铜薄膜。利用能谱对薄膜材料的元素含量进行测量和分析,结果显示:OFR=1∶1和2∶1时,铜元素和氧元素的含量比约在0.90~0.97的范围内变动。用四探针测试仪对薄膜的电阻率进行测量,用分光光度计测量薄膜的透过率,并用外推法推导出氧化铜薄膜的禁带宽度。利用霍尔效应测试仪对薄膜的电学参数进行测量和分析。     

射频磁控溅射制备层状Bi-Te薄膜及热电性能研究

采用射频磁控溅射制备了具有特殊层状纳米结构的碲化铋热电薄膜. 以Bi₂Te₃为靶材, 在不同基底温度和沉积时间下制备了薄膜, 并利用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱等对样品进行了结构和成分分析, 同时测试了薄膜的电导率和Seebeck系数. 结果表明, 基底温度是影响薄膜微结构和热电性能的关键因素之一, 较高的基底温度利于层状结构的形成和功率因子的提高, 400℃基底温度下制备薄膜的功率因子最优. 然而, 所有薄膜均显示不同程度偏离Bi₂Te₃的化学计量比而缺Te, 优化薄膜成分有望进一步提高薄膜的热电性能.     

铁电PLZT薄膜的钙钛矿型结构与性能的研究

讨论了用射频磁控溅射沉积的ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷薄膜的结构和铁电性能。研究表明，在不加热的Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ衬底上沉积ＰＬＺＴ薄膜即钙钛矿型的高度取向薄膜，没有绿石相出现，同时具有很好的微观结构；增加薄膜的厚度导致ａ轴取向的增长；火处理有助于ＰＬＺＴ薄膜的钙钛矿相的增长并在薄膜中出现了蔷薇状共晶组织。这种ＰＬＺＴ薄膜的剩余极化强度、矫顽场强度分别为２２．９μ／ｃｍ＾２和６２．４ＫＶ／ｃｍ     

Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜的磁控溅射制备及电学性能

采用射频磁控溅射方法以石英玻璃为衬底分别沉积制备出了Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜。X射线衍射表明薄膜展示了明显的ZnO衍射峰和较弱的Ge衍射峰;傅里叶变换红外光谱曲线证明薄膜均具有各自的特征吸收峰;扫描电镜结果显示薄膜为颗粒状团簇结构,并且加入ZnO中间层可以有效的改善Ge层的质量。同时,对所得薄膜材料的电流-电压性能进行了研究,结果发现,Ge/SiO2薄膜的I-V曲线拟合后为斜线,相当于电阻;ZnO/SiO2薄膜为直线,可以认为是绝缘体;Ge/ZnO/SiO2薄膜在-10～10V之间电流电压呈线性关系,其电阻比Ge/SiO2薄膜小,当电压值超过15V之后,电流急剧增加而迅速使薄膜击穿,薄膜导通。     

氧化钒薄膜的制备技术及特性研究

采用直流反应磁控溅射法，通过精确控制反应溅射电压优化了氧化钒薄膜的制备工艺。对制备的氧化钒薄膜，利用四探针测试仪检测了薄膜的方阻和方阻温度系数，用X射线光电子能谱（XPS）仪和原子力显微镜（AFM）对薄膜的钒氧原子比和薄膜的微观形貌分别进行了分析和表征。实验结果表明，利用精确控制反应溅射电压法生长出的氧化钒薄膜的性能得到了进一步的提高。