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.     

电子束蒸发沉积Ta2O5光学薄膜的研究

通过正交实验,以Ta2O5为初始膜料,采用离子源辅助电子束蒸发技术制备了Ta2O5光学薄膜。透射光谱显示,所制备的Ta2O5光学薄膜具有较高的透射率,极值点透射率约为93%,接近K9玻璃基片的透射率。极差分析表明,基片温度和离子源氧气流量是影响薄膜透射率的两个主要因素,而沉积速率的影响很小。分析了各制备参数对Ta2O5薄膜光学性能的影响,得到了采用离子源辅助电子束蒸发制备Ta2O5光学薄膜的最佳工艺参数。     

O2分压和退火对TiO2/SiO2纳米多层膜结构和光学性能的影响

利用Mass软件设计了TiO2/SiO2纳米多层光学增透膜膜系,并采用高真空电子束蒸发系统在不同O2分压条件下制备了TiO2/SiO2纳米多层膜,TiO2/SiO2薄膜多层膜体系在沉积条件下获得了很好的宽光谱光学透射性能,在可见光谱范围内透射率接近设计值,平均透射率达到90%以上。通过一系列测试方法对多层膜退火前后的透射率、组分结构和退火以后的残余应力以及表面形貌进行了研究。实验结果表明:在较高O2分压条件下,由于多层膜结构中O空位的减少,使得多层膜透射率逐渐增加。在退火条件下,随着退火温度的增加,导致了表面均方根粗糙度(RMS)的增加以及晶粒的聚集长大,500℃时多层膜组分结晶化明显加强,使得缺陷增多;同时受退火温度的影响,残余应力逐渐增加,组分相互扩散加剧使得多层膜界面受到破坏。这些因素最终导致TiO2/SiO2多层膜的透射率逐渐降低。     

还原退火Sr_3Ti_2O_7织构陶瓷的结构和电性能

采用片状形貌的Sr3Ti2O7为模板籽晶,通过模板晶粒生长法(TGG)结合流延叠层烧结技术制备出晶粒择优取向的Sr3Ti2O7织构陶瓷,研究了还原气氛退火处理对于Sr3Ti2O7织构陶瓷微观组织结构的影响规律。结果表明,在1 500℃不同保温时间下制备的陶瓷主晶相均为Sr3Ti2O7,且有沿(00l)面择优取向晶粒形貌,其织构度随保温时间的延长呈增大趋势;将Sr3Ti2O7织构陶瓷在Ar气中退火处理后陶瓷中发生了相变,生成了新相Sr2TiO4,且Sr2TiO4含量随退火温度升高和退火时间延长而减少;退火处理后陶瓷的织构度减小;平行和垂直流延方向上介电常数存在各向异性,且退火处理后介电常数减小。     

金属离子掺杂的TiO_2-SiO_2增透膜的制备及性能

为了得到高增透的TiO2-SiO2薄膜,采用sol-gel法制备了金属离子掺杂的TiO2-SiO2薄膜,并对其透射光谱和薄膜厚度进行了表征,研究了退火温度及不同金属离子掺杂(Al3+、Fe3+和Zn2+)对TiO2-SiO2薄膜增透性能的影响。结果表明:Al3+、Fe3+可提高薄膜在可见光波段的增透性,其中,掺杂Al3+的摩尔分数为0.4%的薄膜,未经退火处理的增透性能最佳(透射率可达98%)。掺杂Fe3+使薄膜的截止波长红移量最大,约为14nm。     

沉积温度对反应电子束蒸发TiO2薄膜结构和光学性能的影响

TiO2具有较高的折射率,在光学方面有着广泛的应用.文中采用等离子辅助反应电子束真空蒸镀法,以Ti为膜料、纯度为99.99%的O2为反应气体,在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜.使用XRD、OM、SEM分别对50℃、150℃、300℃三个不同沉积温度下制备的薄膜及其经过450℃真空退火1 h后的结构进行了分析,并对薄膜的折射率进行测量.实验结果表明,提高沉积温度可以增加成膜原子的能量及其在衬底上的扩散能力,使沉积的薄膜结构平整致密,具有较高的折射率.     

退火温度对纳米TiO2薄膜微结构的影响

利用XRD、IR、UV-VIS、AFM、XPS等手段,研究了退火温度对溶胶–凝胶法制备的纳米TiO2薄膜微结构和表面形貌的影响。450~600℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,700℃退火后为纯金红石相;水峰的吸收峰消失在300~500℃之间,至500℃有机基团完全消失,薄膜表面主要有C,Ti,O三种元素;改变退火温度,可以使薄膜的禁带宽度在3.26~3.58eV之间变化,可以在一定范围内,获得不同折射率的TiO2纳米薄膜;薄膜的表面粗糙度(RMS)为2~3nm。     

化学气相沉积TiO2薄膜的XPS研究

通过XPS分析了TiO2薄膜的结构。薄膜是通过化学气相沉积的方法生长，有机源遇热发生分解，沉积在硅衬底上形成TiO2薄膜。XPS分析表明：所得TiO2薄膜含有Ti,C,O,Al,Si元素。各元素的电子结合能与理论值并无太大的偏移，说明通过化学气相沉积法制备的TiO2薄膜，纯度高，质量好，晶型为锐钛矿。     

氧流量对TiO_2薄膜光电性质的影响

采用直流反应磁控溅射法在FTO基底上制备了TiO2薄膜,研究了在不同氧流量条件下TiO2薄膜的拉曼光谱、表面形貌和透射光谱,并将TiO2薄膜用N719染料进行敏化,制备了染料敏化太阳电池,测试了电池的I-V特性曲线。实验结果表明:随着氧流量的增加,电池的短路电流和光电转换效率先增加而后降低,在15cm3时达到最大;薄膜为锐钛矿和金红石的混合晶体结构;氧流量对薄膜的表面形貌影响不大,薄膜都表现出疏松多孔的表面结构。     

无机sol-gel法制备二氧化钒薄膜的研究

采用无机sol-gel法,以分析纯V2O5为原料,在Si衬底、玻璃衬底上空气中加热制备了V2O5薄膜,在不同温度下真空退火,得到了具有择优取向的VO2薄膜。研究了其制备工艺和显微结构。结果表明:在玻璃衬底和硅衬底上薄膜的最佳真空退火工艺均为480℃/2h。所制备的VO2薄膜具有沿<110>晶向生长的择优取向。薄膜表面形貌良好,颗粒尺寸分布均匀。     

（Ba1—xSrx）TiO3薄膜的制备及性能的研究

选用Ba(C2H3O2)2、Sr(C2H3O2)2.1/2H2O和Ti（OC4H9）4为原材料,冰醋酸为催化剂,乙二醇乙醚为溶剂。用改进的溶胶－凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si基片上成功地制备出钙钛型结构的（Ba1-xSrx)TiO3薄膜。该薄膜是制备铁电动态随机存储器、微波电容和非致冷红外焦平面阵列的优选材料;分析了薄膜的结构;测试了薄膜的介电和铁电性能。在室温10kHz下,（Ba0.73Sr0.27)TiO3薄膜介电系数和损耗分别为300和0．03。在室温1kHz下,（Ba0.95Sr0.05)TiO3薄膜剩余极化强度的矫顽场分别为3μC／cm^2和50kV/cm。     

溶胶-凝胶法制备高折射GPTMS/TiO_2-ZrO_2材料

以正钛酸四丁酯、四正丁氧基锆和γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）为原料,采用溶胶-凝胶法,通过在玻璃上涂膜、热固化交联方式制备了具有高折射良好透明性的GPTMS/TiO2-ZrO2纳米复合杂化材料。采用FTIR、AFM、紫外可见分光光度计、椭偏仪等对杂化膜进行表征。结果表明,所制备的杂化膜平整性好,...     

CdS微晶掺杂TiO2—SiO2复合薄膜的非线性光学特性

采用溶胶－凝胶方法在普通的载玻片上制备了ＣｄＳ微晶掺杂的ＴｉＯ２－ＳｉＯ２复合薄膜。用正硅酸乙酯、钛酸丁酯、醋酸镉作原料，比较了硫脲和硫化乙氨的硫化作用。不同热处理温度、时间的吸收光谱表明，薄膜中存在着量子尺寸效应。采用Ｚ－Ｓｃａｎ技术测量了薄膜的非线性吸收及非线性折射率。     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...     

(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜的制备

采用稀有金属镱元素对钛酸铋进行掺杂,以期获得性能较好的(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜.采用溶胶-凝胶旋涂法在p型Si(100)基底上成功地沉积出(Bi34,Yb06)Ti3O12[BYT]铁电薄膜.用X射线衍射法对其结构及其成份进行了表征,用铁电分析仪(RT66A)测试了其铁电性.并就影响BYT薄膜铁电性能的因素进行了分析.