自组装FeOOH纳米膜的透射电镜分析

以氧化硅微球(SiO2)为基底,外侧功能团为巯基(SH)的自组装单层为模板,在铁盐浓度2.0 mmol/L、pH值2.05、水浴温度为70℃的Fe(NO3)3-HNO3低温液相反应体系中制备了FeOOH纳米薄膜.采用JEM-2100F型场发射高分辨透射电子显微镜对该薄膜的形成过程进行了分析,发现此实验条件下FeOOH纳米薄膜的形成经历了诱导时间(6 h)、晶核的形成或膜的初步形成(9 h)、晶核的生长或膜的增厚(12 h)三个阶段,证明了其形成过程是一个由自组装单层诱导成核再生长的表面成核过程.同时也表明水浴加热12 h后,该膜由一系列宽为10 nm,长为40 nm,垂直SiO2微球表面的纳米棒状针铁矿(α-FeOOH)组成.     

膜厚对泡沫镍负载TiO2纳米薄膜附着度和光电响应的影响

采用溶胶-凝胶法与高温水热法相结合的复合方法制备了以泡沫镍为基底的不同膜层厚度的TiO2纳米薄膜光电极,并用场发射扫描电子显微镜（SEM）与电化学工作站对样品进行了表面形貌表征与光电性能测试。结果表明,膜层厚度为10层的TiO2纳米薄膜光电极的材料附着度最高,且具有最强的光电响应。研究结果为进一步优化泡沫镍负载TiO2纳米薄膜光电极的制备提供了有益参考。     

低红外发射率TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜研究

利用磁控溅射在玻璃衬底上制备了具有良好的光谱选择性透过率的TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜.通过用X射线衍射、扫描电子显微镜、UV-VIS-NIR分光光度计、傅里叶红外光谱仪对样品进行表征,优化了薄膜的制备工艺,研究了多层膜的光学特性.结果表明,当Ag膜的厚度为12nm时,多层膜具有高的可见光透过率和优良的导电性能.样品在555nm波长处的透过率最高达93.5%,红外波段平均反射率为90%左右,8μm～14μm波段红外发射率ε＜0.2.Ag层厚度的增加使可见光高透过率波段变窄,透过率下降.内层及外层TiO2厚度的变化引起薄膜可见光透过峰的位置及强度发生变化,外层的影响高于内层.     

从水溶液中沉积光催化活性TiO2薄膜

将基质玻璃片浸渍在含配合物TiF2-6,F-离子捕获剂H3BO3,及加有结晶诱导剂TiO2纳米晶的过饱和水溶液中,在基质上沉积TiO2薄膜.在沉积温度35℃和TiF2-6水溶液的浓度为0.1mol*L-1及反应物TiF2-6和H3BO3的摩尔比为1∶2～4的条件下,能得到透明锐钛矿型TiO2的薄膜.膜的厚度随沉积时间的延长而增加,当沉积时间为9h时,膜厚约为260nm.用AFM观察TiO2薄膜的形貌,其表面都较均匀平滑.由FTIR光谱图看出,在35℃下沉积的TiO2膜已与玻璃片间形成了Ti-O-Si键.通过亚甲兰的光催化降解,评价经不同温度热处理后TiO2薄膜的光催化活性,结果表明,经300℃热处理的TiO2薄膜具有最高的光催化活性,其活性相当于35℃下沉积所得TiO2薄膜的5倍.     

金包覆TiO_2纳米薄膜的光催化杀菌性能研究

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制得均匀透明的TiO2纳米薄膜,然后采用金(Au)离子溅射镀膜法制得金包覆TiO2复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了金包覆TiO2薄膜的结晶特性和表面形貌。研究显示,射频功率为200W时,射频薄膜表面光滑平整,由锐钛矿型TiO2纳米微粒构成,其微粒直径在20～100nm。Au离子溅射镀膜和真空退火后薄膜的表面形貌没有明显的变化。采用细菌涂布培养法对金掺杂TiO2纳米薄膜的光催化杀菌性能进行研究,结果表明金包覆TiO2纳米复合薄膜较单一TiO2纳米薄膜在光催化杀菌范围、速度及效率上具有明显的增强,对枯草芽孢杆菌在10min内的杀菌率均达到90%以上。根据实验结果,讨论了金包覆TiO2纳米薄膜光催化杀菌机理。     

从水溶液中沉积光催化活性TiO2薄膜

将基质玻璃片浸渍在含配合物TiF2-6,F-离子捕获剂H3BO3,及加有结晶诱导剂TiO2纳米晶的过饱和水溶液中,在基质上沉积TiO2薄膜.在沉积温度35℃和TiF2-6水溶液的浓度为0.1mol*L-1及反应物TiF2-6和H3BO3的摩尔比为1∶2～4的条件下,能得到透明锐钛矿型TiO2的薄膜.膜的厚度随沉积时间的延长而增加,当沉积时间为9h时,膜厚约为260nm.用AFM观察TiO2薄膜的形貌,其表面都较均匀平滑.由FTIR光谱图看出,在35℃下沉积的TiO2膜已与玻璃片间形成了Ti-O-Si键.通过亚甲兰的光催化降解,评价经不同温度热处理后TiO2薄膜的光催化活性,结果表明,经300℃热处理的TiO2薄膜具有最高的光催化活性,其活性相当于35℃下沉积所得TiO2薄膜的5倍.     

钕掺杂纳米二氧化钛光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法在Si(111)衬底上制备纳米TiO2薄膜,利用电化学阴极还原法对TiO2纳米薄膜掺杂Nd3+,对其结构及光催化活性进行研究,结果显示,所制备的样品均为多晶结构,随着Nd3+掺杂量的增加颗粒尺寸明显减小,比表面积增大.Nd3+的掺杂导致TiO2光催化剂吸光能力增强,同时吸收限红移,提高了光的利用率,并且当掺杂量为1.2%时,光催化活性最好.     

大孔TiO_2-ZnO复合纳米材料的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法和胶态晶体模板法,制备了大孔TiO2-ZnO复合纳米材料。其晶相结构和形貌特征采用X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)进行了表征,并以甲基橙为降解对象,对其光催化活性进行了研究。结果表明,采用无皂乳液聚合法得到的聚苯乙烯(PS)微球粒径均匀,为900nm。以紧密堆积的PS胶态晶体为模板,制得的TiO2-ZnO复合纳米材料的大孔孔径约为900nm,孔壁厚度约为20nm。XRD结果显示,材料中的TiO2为锐钛矿型。光催化降解结果表明,大孔TiO2-ZnO复合纳米材料对甲基橙降解1.5h后降解率可达91.3%,与普通的TiO2-ZnO纳米粉体材料相比提高了11.2%.     

TiO2/SiO2纳米多层膜光学特性研究

采用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了TiO2／SiO2纳米多层膜,用椭偏仪测试了薄膜的厚度和折射率。黑体实验研究表明,TiO2／SiO2纳米多层膜在800nm～1600nm区域内对红外线的吸收较好,且吸收率随着温度的升高而增大。红外光谱研究表明, TiO2／SiO2纳米多层膜在2300cm-1～2900cm-1区域内对红外线的吸收较好。     

PANI/TiO2纳米复合材料的制备及其发光性能研究

采用原位化学氧化聚合的方法制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiO2纳米复合材料,利用FI-IR、TG、XRD、TEM、SEM等方法对产物进行了结构表征和性能研究.研究表明:PANI包覆在TiO2表面,形成分散均匀的纳米复合粒子,直径约20～30nm; PANI/TiO2纳米复合材料有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用:通过UV-Vis、荧光光谱探讨了掺杂纳米TiO2粒子对PANI光学性能的影响,结果表明:PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有较强吸收,并在348nm处激发产生荧光,荧光强度随着TiO2的掺杂出现较大的提高.     

MgO/TiO2复合薄膜太阳能电池的性能

用sol-gel法和丝网印刷法制备多孔TiO2薄膜,溶液沉积法制备MgO/TiO2复合薄膜。研究了复合薄膜的表面形貌、断面结构、厚度等性能;组装电池,测定了电池的输出特性曲线。结果表明:MgO/TiO2复合薄膜表面平整,内部具有分布较为均匀的空隙,厚度约14μm;MgO薄膜的复合使染料敏化,敏化太阳能电池的开路电压从0.585V提高到0.659V,短路电流从2.057mA提高到2.348mA,从而使光电转换效率从2.24%提高到3.12%;并分析了MgO薄膜复合提高光电流响应的机理。     

基于VO2/TiO2/FTO微结构的电压诱导相变存储器特性

相变存储器作为下一代具有竞争力的新型存储器,其基础和核心是相变存储介质.为了制备基于VO2薄膜的非易失性相变存储器,首先采用等离子体增强化学气相沉积法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃衬底上沉积一层厚度为100 nm的TiO2薄膜,再通过直流磁控溅射法制备VO2薄膜,并在TiOJFTO复合薄膜上形成VO2/TiO2/FTO微结构,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪和半导体参数测试仪表征分析微结构的结晶和非易失性相变存储特性.结果表明,N2和O2的体积流量比为60∶40时,在TiO2/FTO上可生长出晶向为〈110〉的高质量VO2薄膜,在VO2/TiO2/FTO微结构两侧反复施加不同的脉冲电压,可观测到微结构具有非易失性相变存储特性,在67,68和69℃温度下的相变阈值电压分别为8.5,6.5和5.5V,相比多层膜结构的相变阈值电压降低了约37％.     

功能电子陶瓷的MOCVD薄膜技术

与常用电子陶瓷薄膜技术相比,ＭＯＣＶＤ技术具有薄膜化学成分、结晶结构和氧化程度易控制,沉积温度低,沉积速率高,薄膜的致密性、均匀性和台阶覆盖性好,可理想生长多组元和多层结构的功能金属氧化物薄膜,能直接由实验室转入规模生产及与硅的大规模集成工艺兼容等优点。应用自制设备及ＭＯＣＶＤ技术,分别在高掺杂硅片和有透明导电膜玻璃的基片上生长了ＴｉＯ２薄膜。测得的１ｍｍＡｕ圆点／ＴｉＯ２薄膜／ｐ＋－Ｓｉ衬底样品的Ｉ－Ｖ和Ｃ－Ｖ特性,清楚地给出了ＭＩＳ结构的行为。淀积在透明导电膜玻璃上的ＴｉＯ２薄膜有电致变色现象。     

溶胶-凝胶法制备外延Ba1-xSrxTiO3薄膜及其结构与性能研究

应用溶胶-凝胶技术在Pt/MgO(100)衬底上成功地制备了Ba0.65Sr0.35TiO3外延薄膜.XRD和SEM分析结果表明该薄膜在O2气氛中650℃热处理1h后,其(001)面是沿着Pt(100)和MgO(100)面外延取向生长的;薄膜表面均匀致密,厚度为260nm,平均晶粒大小为48.5nm.当测试频率为10kHz时,BST薄膜的介电常数和损耗因子分别为480和0.02.介电常数-温度关系测试结果表明sol-gel工艺制备的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜其居里温度在35℃左右,且在该温度下Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜存在扩散铁电相变特征.当外加偏置电压为3V时,BST薄膜的漏电流密度为1.5×10-7A/cm2.该薄膜可作为制备新型非制冷红外焦平面阵列和先进非制冷红外热像仪的优选材料.     

Enhancement of photocatalytic activity by femtosecond-laser induced periodic surface structures of Si

Laser induced periodic surface structures(LIPSS)represent a kind of top down approach to produce highly reproducible nano/microstructures without going for any sophisticated process of lithography.This method is much simpler and cost effective.In this work,LIPSS on Si surfaces were generated using femtosecond laser pulses of 800 nm wavelength.Photocatalytic substrates were prepared by depositing TiO2 thin films on top of the structured and unstructured Si wafer.The coatings were produced by sputtering from a Ti target in two different types of oxygen atmospheres.In first case,the oxygen pressure within the sputtering chamber was chosen to be high(3×10^–2 mbar)whereas it was one order of magnitude lower in second case(2.1×10^–3 mbar).In photocatalytic dye decomposition study of Methylene blue dye it was found that in the presence of LIPSS the activity can be enhanced by 2.1 and 3.3 times with high pressure and low pressure grown TiO2 thin films,respectively.The increase in photocatalytic activity is attributed to the enlargement of effective surface area.In comparative study,the dye decomposition rates of TiO2 thin films grown on LIPSS are found to be much higher than the value for standard reference thin film material Pilkington Activ^TM.     

以低价态钛氧化物制备TiO2薄膜研究

试验以Ti2O3,Ti3O5和TiO2作为初始膜料,在ZZS700-6/G型真空镀膜机上采用O2-离子束辅助蒸发制备氧化钛薄膜.用XRD检测方法确定各种膜料和薄膜的相成分,并全面地分析了各种膜料的蒸发特性和薄膜;用分光光度计测量薄膜的透射率,并分析薄膜的光学性能.试验表明,在采用Ti2O3,Ti3O5和TiO2作为蒸发制备氧化钛薄膜时,钛的氧化物中存在Ti3O5固态同一蒸发相;各种膜料在蒸发时,发生分解,熔池中的物质成分逐渐转变成同一蒸发相成分,最终完全转变成同一蒸发相.     

End-Hall与APS离子源辅助沉积制备的薄膜特性

利用离子束辅助沉积(IAD)技术制备了单层HfO2薄膜,离子源分别为End-Hall与APS离子源。采用Lambda900分光光度计、可变角光谱椭圆偏振仪(V-VASE)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、ZYGO干涉仪和激光量热计测试了薄膜的透射光谱、光学常数、晶体结构、表面形貌和吸收(1064nm)。实验结果表明,薄膜特性与辅助离子源及起始膜料有着密切的关系。End-Hall离子源辅助沉积制备的薄膜出现轻微的折射率不均匀性。两种离子源辅助沉积制备的薄膜折射率均较高,吸收损耗小,薄膜均为单斜晶相。不同离子源辅助沉积条件下,利用金属Hf为起始膜料制备的薄膜表面平整度较好,其均方根粗糙度和总积分散射均相对较小。与End-Hall离子源相比,APS离子源辅助沉积制备的薄膜吸收相对较小。     

染敏料化太阳能电池中TiO_2薄膜的研究进展

纳米TiO2薄膜的组成及结构在很大程度上影响着染料敏化太阳能电池的光电转化效率。从微观结构、复合结构、掺杂、表面处理四方面综述了染料敏化太阳能电池中纳米TiO2薄膜的最新研究成果,探讨了如何通过提高电池中纳米TiO2薄膜对光的吸收、提高电荷的传输效率、降低电荷的复合来优化电池性能。对TiO2薄膜的表面处理,是今后发展的一个主要方向。     

钛酸锶钡薄膜的制备及其光学特性研究

用溶胶–凝胶法在石英和Al2O3单晶衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜,应用XRD与SEM表征了BST薄膜的晶化行为和表面形貌。在700℃退火1 h的薄膜,其表面光滑、晶粒大小分布均匀、无裂缝、无针孔。应用双光束光度计,在200~1000 nm的波长范围测量了薄膜的透射光谱,并根据“包络法”理论计算薄膜的折射指数。结果表明,当波长从近红外范围(1 000 nm)降低到可见光范围(430 nm)时,薄膜的折射率从2.16增加至2.35,当波长降低到紫外范围时,薄膜的折射率迅速增加,在365 nm处n =2.67。实验还发现沉积在Al2O3衬底上的BST的能隙约为3.48 eV。     

原子层沉积薄膜之激光损伤性能分析

采用目前尚在国内鲜有报道的原子层沉积技术在熔石英和BK7玻璃基片上镀制了TiO2单层膜、AlO3单层膜以及TiO2/Al2O3增透膜,沉积温度在110℃和280℃.利用X射线粉末衍射仪对膜层微观结构进行了分析研究,并在激光损伤平台上进行了抗激光损伤阈值的测量.采用Nomarski微分干涉差显微镜和原子力显微镜对激光损伤...