CVD金刚石薄膜(111)与(100)取向生长的热力学分析

用非平衡热力学耦合模型计算了CVD金刚石薄膜生长过程中C2H2与CH3浓度之比[C2H2]/[CH3]随衬底温度和CH4浓度的变化关系,从理论上探讨了金刚石薄膜（111）面和（100）面取向生长与淀积条件的关系。在衬底温度和CH4浓度由低到高的变化过程中,[C2H2]/[CH3]逐渐升高,导致金刚石薄膜的形貌从（111）晶面转为（100）晶面。添加氧后C2H2与CH3浓度都将下降,但C2H2下降得更多,因而添加氧也使[C2H2]/[CH3]下降,从而有利于生长（111）晶面的金刚石薄膜。     

含氧碳源提高金刚石膜沉积速率的研究

采用微波等离子体化学气相法合成的金刚石膜质量好，但采用常规CH4-H2反应气体体系，金刚石膜的沉积速率较慢。为此，实验研究了C2H5OH-H2、CH3COCH3-H2等含氧体系下碳源浓度、微波功率、气体压力对金刚石膜沉积速率、表面形貌、电阻率的影响。结果表明，使用C2H5OH—H2、CH3COCH3-H2等含氧体系，金...     

氮气对MPCVD法金刚石薄膜性能的影响

在CH4和H2的混合气体中，加入N2，并不断改变其含量，用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）设备制备了金刚石薄膜。利用扫描电镜观察薄膜的表面形貌，用X-ray衍射方法进行物相鉴定，用Raman光谱分析薄膜的纯度。结果表明：氮气含量不同，薄膜的沉积情况也不同，由于氮气含量的变化，薄膜沉积过程中形成一种纳米聚晶金刚石薄膜，本文从氮离子轰击和晶粒生长的角度分析了氮的添加对所制备的金刚石薄膜性能的影响。     

氧气对MWPCVD制备金刚石膜的影响

在水冷反应室式微波等离子体气相沉积装置中以混合的CH4／H2／O2为反应气体,研究了O2浓度对制备金刚石膜的影响,实验发现,很低浓度的O2会显著促进金刚石的沉积,并稍稍抑制非晶C的沉积,因而沉积膜中非晶C的含量急剧下降;较高浓度的O2会同时抑制金刚石和非晶C的沉积,但由于抑制金刚石的作用更强烈,沉积膜中非晶C的含量反应有所升高,另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜。     

低温沉积金刚石薄膜的研究

利用微波等离子体化学气相沉积法,以甲烷、氢气和氩气作为工作气体,在较低的沉积温度下,沉积得到了连续的金刚石薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪分别对金刚石薄膜的表面形貌、生长结构以及沉积质量进行了表征。实验结果表明,氩气的引入虽然可以有效的降低获得金刚石薄膜所需的基片温度,但为了提高金刚石薄膜的质量,需要适当的提高微波功率。同时,当基片温度一定时,在CH4/H2/Ar体系和CH4/H2体系下均可获得表面形貌与生长结构相似的金刚石薄膜,且可能利用CH4/H2/Ar作为工作气体沉积金刚石薄膜所需要的微波功率更低。     

MPCVD单晶体金刚石的生长实验进展

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）方法，在以往的实验条件上，改用CH4替代C2H5OH作为碳源，合成出单晶金刚石。使用宝石显微镜和环境扫描电子显微镜观察分析了MPCVD单晶金刚石膜的生长表面形貌。初步实验表明，在压力为12kPa，H2流量为300sccm，CH4流量为6sccm的生长环境中，可以合成出质量较好的...     

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和电导特性

用射频等离子体化学气相沉积法（RFCVD）和CH4、N2与Ar组成的混合气体制备掺氮类金刚石薄膜（a-C:H:N)。用原子力显微镜（AFM）,俄歇电子能谱（AES）,红外光谱（IR）以及显微拉曼谱（Micro-Raman)对a-C:H:N薄膜的表面形貌、组分和微观结构进行了表征。实验结果表明,薄膜中有纳米量级的颗粒存在,而且随反应气体中N2与CH4比值的增大,薄膜中氮元素的含量也随之增大,并主要以C-N键和N-H键形式存在,少量以C≡N键形式存在,还研究了热退火对a-C:H:N薄膜的电导率的影响。     

DBD-PECVD法制备CN薄膜的结构及性能研究

使用自行设计的真空系统,采用介质阻挡放电等离子体增强化学气相沉积(DBD-PECVD)法,分别以CH4/N2、C2H2/N2、C2H4/N2混合气体作为反应气体,在单晶硅片上成功制备了CN薄膜.FTIR结果证实了薄膜中碳氮原子结合成化学键,Raman结果说明薄膜中含有类金刚石结构,AFM结果表明薄膜粗糙度随放电气压的升高而逐渐增大.三种混合气体沉积的CN薄膜,以CH4/N2的沉积速度最慢,薄膜表面粗糙度最小,含H量最少;C2H2/N2的沉积速度最快,薄膜表面粗糙度最大.     

氧气对MWPCVD制备金刚石膜的影响

在水冷反应室式微波等离子体化学气相沉积装置中以混合的CH4/H2/O2为反应气体,研究了O2浓度对制备金刚石膜的影响.实验发现,很低浓度的O2会显著促进金刚石的沉积,并稍稍抑制非晶C的沉积,因而沉积膜中非晶C的含量急剧下降;较高浓度的O2会同时抑制金刚石和非晶C的沉积,但由于抑制金刚石的作用更强烈,沉积膜中非晶C的含量反而有所升高.另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜.     

硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

采用直流热阴极CVD法以B(OCH3)3为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜,利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响,通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现:在直流热阴极CVD系统中,低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团(Hα、Hβ、C2、CH)的种类没有改变,但C2基团的浓度升高,而CH基团的浓度下降,薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm-2·h-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜,晶体生长良好,取向以(111)晶面为主,质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格,没有破坏金刚石晶体结构.     

改性TiO2自洁净玻璃的制备与表征

用溶胶-凝胶法制备了表面镀有La—TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃,并利用XRD,UV—Vis,SF等手段对La—TiO2光催化薄膜进行检测。结果表明：镧离子掺杂可以减少电子-空穴对的复合几率,提高量子效率,从而有助于光催化活性的增强。     

压力对热丝化学气相沉积的CH_4/H_2/Ar气氛中的纳米金刚石薄膜生长的影响(英文)

在热丝化学气相沉积体系中,系统研究了气压对CH4/H2/Ar气氛中纳米金刚石薄膜生长的影响.研究发现,体系气压对纳米金刚石的生长有很大的影响.在40torr的气压下,在CH4/H2/Ar气氛中的Ar气含量需高达90%才能保证纳米金刚石薄膜的生长,但降低气压至5torr时,50%的Ar气含量即可保证纳米金刚石薄膜的生长.压力对薄膜生长表面的气体浓度的影响是这个转变的主要原因.在同样的Ar含量下,在5torr下的C2活性基团的浓度高于40 torr的浓度,因而低的Ar含量会保证纳米金刚石薄膜的生长.     

反胶束法制备PEMFC用Pt-Ru／C催化剂

采用反胶柬法制备质子交换膜燃料电池（PEMFC）用Pt-Ru／C催化剂．反胶柬体系由环己烷、水、表面活性剂和正辛醇组成．研究了反胶束体系中水与表面活性剂的物质的量之比（ω）、不同类型的表面活性剂和不同还原剂等因素对Pt-Ru／c催化剂性能的影响．研究表明,采用SDS为表面活性剂,控制ω值在适宜的范围内,采用强还原剂KHB4,在室温下反应,可得到粒径小、分布均匀的Pt-Ru／c催化剂．透射电镜（TEM）测试结果表明,Pt—Ru粒子的平均粒径为3．1nm;X射线衍射（XRD）分析表明,Pt—Ru／c催化剂合金化程度高,相对结晶度为3．1;能量散射能谱（EDS）分析表明,形成的Pt和Ru的含量接近实验设定值在0．5mol／L的H2SO4以及与0．5mol／L的CH3OH混合溶液中的循环伏安测试结果表明,自制Pt—Ru／C催化剂与Johnson公司商品Pt—Ru／C催化剂的电化学性能相近。     

ACF负载TiO2光催化清除低浓度气态苯的实验研究

为有效清除密闭环境中低浓度气态苯,以钛酸丁酯为前驱物,采用sol -gel法和浸渍-提拉法制备了TiO2/ACF复合材料.采用正交试验研究了溶胶凝胶工艺参数中去离子水、无水乙醇、冰醋酸的加入量以及TiO2/ACF煅烧温度对ACF/TiO2光催化性能的影响,在动态试验装置中,考察了TiO2/ACF对低浓度气态苯清除效果,...     

A study of polyaniline deposited nanocrystalline diamond films for glucose detection

Nitrogen-doped nanocrystalline diamond (NCD) films have been deposited on Si substrates in CH4/Ar/N2 gas mixtures by the microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) technique. Such films contain very small diamond grains (10 to 30 nm) with high electrical conductivity (126 ohms(-1) cm(-1)) compared to un-doped ones. The films were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. Near edge X-ray fine structure studies showed that the nitrogen-doped NCD had slightly higher sp2/sp3 bonding ratio compared to the un-doped sample. A nitrogen-doped NCD electrode was functionalized by conducting polymer films (polyaniline) to work as an interface for biomedical applications. Glucose sensing has been demonstrated based on this functionalized electrode. Linear response of the sensor has been observed for glucose concentration up to 9 mM.     

甩胶喷雾热分解法制备ITO薄膜及光电性能研究

按In:Sn(物质的量比)=9:1,InCl3·4H2O和SnCl4·5H2O为前驱物,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜装置在普通玻璃衬底上沉积了ITO薄膜,结果表明,采用自制甩胶喷雾热分解制备薄膜新装置成功制备出ITO薄膜。该装置结构简单、操作方便。制备ITO薄膜优化条件为:甩胶转速800r/min、衬底温度250℃、退火温度450℃、载气为空气、流量为7L/min、液体雾化速度0.2ml/min、雾粒速度3.5m/s。薄膜的沉积时间为5min,薄膜厚度约1000nm,最低电阻率为0.75*10-4Ω·cm,薄膜在可见光范围(波长在400-700nm)内平均透光率为87.2%。衬底温度在200℃以上时呈现立方相结构。     

新型片状结构的碱式碳酸镁合成PMNT的研究

采用微米级的碱式碳酸镁作为原料,用一步烧结的方法制备铁电材料0.67Pb （Mg1/3Nb2/3）O3-0.33PbTiO3（PMNT）。经过1200℃烧结后, XRD测试没有发现烧绿石相。与传统的使用氧化镁为原料的两步烧结法相比,此方法方便。同时,系统地研究了此方法可以避免烧绿石相的原因。     

ZnO/SnO_2,SnO_2/ZnO UPF复合膜的制备及气敏特性研究

用直流气体放电活化反应蒸发沉积技术在普通玻璃基片上制备了ZnO／SnO2及SnO2／ZnO超微粒子（UPF）双层复合薄膜。样品经扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪分析，结论为超微粒子的复合薄膜。同时提出了最佳制备工艺。气敏测试结果表明：ZnO／SnO2及SnO2／ZnOUPF复合膜较单层ZnO及SnO2UPF表现出优良的选择性，其灵敏度和最佳工作温度也得到相应的改善。     

Ni掺杂TiO2薄膜的甩胶喷雾热分解法制备和自清洁性能的研究

以钛酸丁脂（Ti（C4H9O）4）为先驱体,硝酸镍（NiNO3）为掺杂物,采用甩胶喷雾热分解方法在玻璃衬底上制备出了镍掺杂TiO2自清洁薄膜,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见透射光谱（UV-Vis）、光催化和亲水性能测定等手段对样品进行分析,结果表明,500r/min为理想衬底转速,350℃是理想的衬底沉积温度,500℃是理想的样品退火温度。随着镍掺杂量的不断增加,TiO2薄膜的亲水性能也越好,当镍掺杂量达2%-3%时,TiO2薄膜的亲水性能达到最好。     

Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Nanocrystalline Tungsten Carbide Thin Film and Its Electro-catalytic Activity

Nanocrystalline tungsten carbide thin films were fabricated on graphite substrates by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at H2 and Ar atmosphere, using WF6 and CH4 as precursors. The crystal phase, structure and chemical components of the films were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectrometer (EDS), respectively. The results show that the film prepared at CH4/WF6 concentration ratio of 20 and at 800℃is composed of spherical particles with a diameter of 20-35 nm. Electrochemical investigations show that the electrochemical real surface area of electrode of the film is large, and the electrode of the film exhibits higher electro-catalytic activity in the reaction of methanol oxidation. The designated constant current of the film catalyst is 123.6 mA/cm2 in the mixture solution of H2SO4 and CH3OH at the concentration of 0.5 and 2.0 mol/L at 70℃, and the designated constant potential is only 0.306 V (vs SCE).