磁控溅射制备的Au-TiO2纳米棒阵列的光降解研究

首次通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO2纳米棒阵列,Au-TiO2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500oC的空气中热处理两小时,热处理导致Au-TiO2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO2纳米棒中, 与传统方法制备的纯TiO2纳米棒相比, 这些Au-TiO2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性, 并且对可见光反应强烈. TiO2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合     

磁控溅射制备的Au-TiO_2纳米棒阵列的光降解研究（英文）

通过磁控溅射制备了对齐的Au-TiO_2纳米棒阵列,Au-TiO_2纳米棒的制备通过直流反应磁控溅射法在室温中进行,之后在500℃的空气中热处理2 h,热处理导致Au-TiO_2纳米棒的Au纳米粒子嵌入到锐钛矿相TiO_2纳米棒中,与传统方法制备的纯TiO_2纳米棒相比,这些Au-TiO_2纳米棒表现出较低的光致发光强度和较高的光吸收性,并且对可见光反应强烈。TiO_2纳米棒中的Au纳米颗粒能够抑制电荷复合。     

Ag-TiO2纳米棒阵列的抗菌性和光催化性能研究

目的：制备一种高抗菌性和高光催化活性的Ag掺杂TiO2（Ag-TiO2）纳米棒阵列。方法通过磁控溅射与水热复合处理法,在钛箔片表面制备出Ag掺杂TiO2（Ag-TiO2）纳米棒阵列,酸化处理过的试样在500℃下煅烧2 h。采用X射线衍射（XRD）进行物相分析,利用场发射扫描电子显微镜（SEM）、场发射透射电子显微镜（TEM）、能量分散谱仪(EDS)观察试样的表面、截面形貌、微观结构和组成,并探究其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌性能和对亚甲基蓝的光催化降解能力。结果该工艺下制备的 Ag-TiO2纳米棒大小均匀,取向明显,主要由锐钛矿型 TiO2相组成。Ag-TiO2纳米棒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的杀菌效果,杀菌率几乎达到100%。Ag-TiO2纳米棒能有效地提高亚甲基蓝的降解率。结论磁控溅射与水热复合处理法在钛箔片表面成功制备出Ag-TiO2纳米棒阵列,此阵列具有优异的杀菌能力、高抗菌和光催化降解性能。     

纯钛表面TiO2纳米棒阵列的制备及其形成机理研究

采用阳极氧化恒流法在含NH4F的电解液中,以钛片为基体制备出高度有序、均匀的TiO2纳米棒阵列。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对TiO2纳米棒阵列的表面形貌、组成、结合价态、晶相等结构特征进行了表征。结果表明,所制备的TiO2纳米棒阵列均匀分布、排列有序、沿垂直基体方向择优生长。纳米棒的平均直径约为25.68nm,平均长度约为91.35nm,长径比为3.56,平均分布密度约为189～197根/μm2;550℃热处理后生成的TiO2纳米棒阵列具有金红石型结构,结晶度为28.6%,沿(110)面取向生长。     

热氧化制备TiO2纳米薄膜电极及其光电化学性质研究

利用管式炉热氧化金属钛片法方便的制备了金红石型TiO2纳米薄膜，并用纳米Au粒子对薄膜电极进行修饰。结果表明，在650℃热氧化30min形成的TiO2薄膜具有最好的光电化学性质，在此条件下形成的薄膜厚度约为2μm，薄膜表面被尺寸大小不等的纳米TiO2棒所覆盖，长为100～600nm，直径为90～100nm。TEM观测结果表明，纳米Au粒子的尺寸为30～50nm，当薄膜电极表面吸附0．37μg/cm^2的纳米Au粒子时光电流可提高约1．4倍。     

水热温度对钛片表面制备TiO2纳米棒的影响

以NaOH为溶剂,利用水热法在医用钛表面制备了TiO2纳米棒,系统研究了水热温度对产物的影响以及TiO2纳米棒的生长机制。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和接触角测定仪分析钛表面生成产物的形貌、物相组成和钛表面与水的接触角。结果表明,水热过程中,温度决定了产物的结构和形貌。当NaOH浓度为5 mol/L、热处理温度为450℃、水热温度为130℃时,钛表面可以生成分布及尺寸均匀、长度基本一致的TiO2纳米棒,其长度约为200 nm,直径约为20 nm,有望最大限度地提高钛植入材料的生物活性。     

单晶金红石型TiO_2纳米棒的湿法合成(英文)

用TiO2粉末、NaOH和蒸馏水为原料合成金红石型TiO2纳米棒。XRD和FESEM分析表明,制备的样品为单晶且无杂质,其平均粒径约为40 nm。当样品于600°C退火2 h后,FESEM观察发现生成了TiO2纳米棒。XRD分析表明纳米棒为单晶。纳米棒表面光滑,其长约为1μm,直径约为80 nm。紫外和拉曼光谱研究表明,所制备样品的能带间隙为3.40 eV。     

单晶金红石型TiO2纳米棒的湿法合成（英文）

用TiO2粉末、NaOH和蒸馏水为原料合成金红石型TiO2纳米棒。XRD和FESEM分析表明,制备的样品为单晶且无杂质,其平均粒径约为40 nm。当样品于600°C退火2 h后,FESEM观察发现生成了TiO2纳米棒。XRD分析表明纳米棒为单晶。纳米棒表面光滑,其长约为1μm,直径约为80 nm。紫外和拉曼光谱研究表明,所制备样品的能带间隙为3.40 eV。     

Ag/TiO2纳米复合材料的结构及抗菌性能研究

采用化学氧化法在金属Ti表面制备出了多孔纳米TiO2,通过离子束溅射在TiO2表面沉积纳米Ag,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM),电子探针(EPMA)等分析手段分析了500℃热处理条件下,不同Ag含量对TiO2晶型转变的影响及结构变化.同时,采用细菌生长的抑菌圈法进行测试,研究了Ag/TiO2纳米复合材料对不同菌种的抗菌性能的影响.结果表明:通过化学氧化法和离子束溅射相结合的方法可以得到具有优异抗菌性能的Ag/TiO2纳米复合材料.     

纯钛表面二氧化钛纳米管阵列结构特征的研究

采用阳极氧化技术在纯Ti表面制备出有序的TiO2纳米管阵列,并通过SEM,XRD,XPS对TiO2纳米管阵列进行表征。结果表明,阳极氧化时间对纳米管的形成有较大的影响。在外加电压为20V,阳极氧化时间为20min时,可制备出长度约480nm、内径约89.90nm、壁厚约7.4nm的TiO2纳米管阵列。经450℃热处理后,可得到锐钛矿型的TiO2纳米管阵列,钛元素以Ti4+氧化态处于八面体的环境中,Ti2p3/2的结合能为459.3eV。     

一种新的磁控溅射在二氧化钛纳米颗粒表面负载纳米金的方法

目的将通常不适用于颗粒基底的磁控溅射方法应用于纳米颗粒基底,以探索简单、快速、无污染的纳米颗粒表面负载金属新方法。方法采用往复摆动样品台和变频振动发生器,将二氧化钛纳米颗粒充分分散,用磁控溅射方法在其表面负载了金属金纳米点,并初步研究了不同溅射功率对实验结果的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)与X射线光电子能谱分析(XPS)对所制备的纳米复合颗粒进行了形貌、结构和成分表征。结果使用磁控溅射方法,在平均粒径为21 nm的二氧化钛颗粒表面成功负载了粒径约1~10 nm的金属金纳米点,其分布均匀,与基底产生了紧密结合。结论磁控溅射方法可以应用于纳米颗粒表面负载金属。     

金纳米颗粒在石英基片上的表面等离子激元效应研究

采用磁控溅射法制备了金纳米颗粒,分别用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光度仪(UV-Vis)对其形貌、结构和光谱响应进行性能表征,研究其表面等离子激元效应。结果表明,直接在石英基片上溅射制备的金纳米颗粒并未产生表面等离子激元效应;在石英基片上组装单层排列均匀的Si O2微球后,溅射制备的金纳米颗粒结构产生了明显的表面等离子激元效应;溅射功率和时长对这一效应影响明显,40 W功率溅射2~3 min所得样品吸收峰较强。     

Optical and electrical properties of TiO2/Au/TiO2 multilayer coatings in large area deposition at room temperature

TiO2/Au/TiO2 multilayer thin films were deposited at polymer substrate at room temperature using dc (direct current) magnetron sputtering method.By varying the thickness of each layer,the optical and electrical properties of the TiO2/Au/TiO2 multilayer films can be tailored to suit different applications.The thickness and optical properties of the Au layer and the quality of the Au-dielectric interfaces are critical for the electrical and optical performance of the Au-dielectric multilayer thin films.At the thickness of 8 nm,the Au layer forms a continuous structure having the lowest resistivity and it must be thin for high transmittance.The multilayer stack can be optimized to have a sheet resistance of 6 Ω/sq.at a transmittance over 80% at 680 nm in wavelength.The peak transmittance shifts towards the long wavelength region when the thickness of the two TiO2 (upper and lower) layers increases.When the film thickness of the two TiO2 film is 45 nm,a high transmittance value is obtained for the entire visible light wavelength region.     

室温下反应磁控溅射沉积氧化钛薄膜光学性能和力学性能研究

目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO_2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O_2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O_2流量条件下(Q(Ar)/Q(O_2)=10/1),所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O_2流量进一步减少(Q(Ar)/Q(O2)=20/1),薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O_2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO_2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。     

银反点阵列/TiO_2材料的制备及光催化性能研究

采用胶体晶体模板技术和磁控溅射工艺,制备了银反点阵列修饰TiO_2薄膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪等手段对复合薄膜的结构和光催化性能进行了表征。结果表明,银反点阵列具有优良的导电性能,可有效抑制光生载流子的复合,增强载流子输运的效率,使TiO_2的光催化性大幅提升。     

磁控溅射技术制备二氧化钛薄膜研究进展

磁控溅射技术具有溅射速率高、膜基结合力好、易实现工业化生产等技术优势,在二氧化钛薄膜制备方面具有显著优势,但磁控溅射参数对二氧化钛薄膜结构和性能的影响显著,如何通过控制和优化磁控溅射参数,获得高性能二氧化钛薄膜已成为目前的研究热点。概述了不同晶型二氧化钛的结构特点、物理性质和磁控溅射制备二氧化钛薄膜的工作原理,指出成膜过程中的溅射功率、溅射气压、溅射时间、沉积温度和氧分压等是影响薄膜结构和性能的主要因素,并详细阐述了上述五种工艺参数对二氧化钛薄膜沉积速率、膜层厚度、表面粗糙度、相组成和光催化性能等的影响规律和作用机制。此外,还对其他影响薄膜结构和性能的关键因素及影响规律进行了介绍,包括退火温度对膜层组织转变影响的规律,金属元素掺杂和非金属元素掺杂对膜层形貌和性能的影响,以及不同溅射靶材特点及其对成膜过程的影响。最后提出未来磁控溅射技术制备二氧化钛薄膜的研究难点,并对二氧化钛薄膜的下一步研究方向进行了展望。     

Optical and Photocatalytic Properties of Cu-Cu2O/TiO2 Two-Layer Nanocomposite Films on Si Substrates

通过磁控溅射法在TiO2薄膜上生长Cu-Cu2O复合层,从而制备新型Cu-Cu2O/TiO2双层纳米复合薄膜。并采用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,荧光光谱（PL）,X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等方法对膜的结构,形态和光学性能进行了研究。X射线衍射谱表明,Cu-Cu2O混合物层和Cu2O层都没有影响TiO2的结晶相。XPS结果表明,Cu的存在抑制了Cu2O表面在空气中的氧化。SEM分析表明,结晶良好的Cu-Cu2O混合物微小纳米颗粒均匀分散于TiO2表面。由于紫外可见漫反射光谱的Cu-Cu2O/TiO2复合薄膜的吸收边发生红移。PL光谱证实了在Cu的存在下,激发电子和空穴的复合率降低。光催化实验表明,与纯Cu2O/TiO2相比,所制备的Cu-Cu2O/TiO2-8显示出更高的光生载流子效率,其光催化性能也显著提高。此外,还对Cu-Cu2O/TiO2-8光催化活性增强的原因进行了讨论     

高折射率锐钛矿TiO2薄膜的低温直流磁控溅射制备技术

目的研究低温条件下高折射率锐钛矿结构TiO_2薄膜的制备条件及影响因素。方法用直流磁控溅射技术(DCMS)和改进的直流磁控溅射技术(能量过滤磁控溅射技术,EFMS)制备TiO_2薄膜。采用正交试验方法研究DCMS技术工艺参数对TiO_2薄膜的影响,确定了低温制备高折射率锐钛矿TiO_2的最优制备条件,在该最优制备条件下,又采用FEMS技术制备了TiO_2薄膜,并对比两种技术制备的薄膜。TiO_2薄膜的微结构用X射线衍射和Raman光谱衍射进行表征,样品的表面形貌用扫描电镜SEM进行观察,薄膜的光学特性用椭偏光谱仪测试、拟合处理得到。结果在较低的温度100℃下,利用DCMS和EFMS技术制备的TiO_2薄膜具备良好的单一锐钛矿结构。EFMS技术制备TiO_2的孔隙率为4.7%,550 nm处的折射率为2.47,平均晶粒尺寸为12.5 nm。经计算,DCMS和EFMS技术制备的TiO_2薄膜的光学带隙分别为3.08 e V和3.37 e V。结论利用DCMS技术和EFMS技术可在低温制备出锐钛矿TiO_2薄膜,EFMS技术制备的薄膜孔隙率较低,折射率较高,晶粒较均匀细小,光学带隙较大。