BiFeO_3薄膜的液相自组装制备与表征

利用自组装单层膜技术,以三氯十八烷基硅烷(OTS)为模板,以硝酸铋和硝酸铁为原料,柠檬酸为络合剂,在玻璃基片上制备了铁酸铋晶态薄膜.探讨了薄膜的煅烧温度和沉积温度对BiFeO3薄膜的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)测试手段对BiFeO3薄膜的物相组成、显微结构和表面形貌进行了表征,EDS能谱测试为铁酸铋薄膜的化学组成提供了有力的证据.结果表明:利用自组装技术在600℃热处理后成功制备出了纯净的BiFeO3晶态薄膜,当沉积温度为70～80℃时铁酸铋薄膜结晶良好,样品表面均匀、致密.     

四方相BaTiO3薄膜的自组装制备与表征

以(NH₄)₂TiF₆、 Ba(NO₃)₂ 和H₃BO₃为主要原料, 采用自组装单层膜(SAMs)技术, 以三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane, OTS)为模版, 在玻璃基片上制备了四方相钛酸钡晶态薄膜. 改性基板的亲水性测定与原子力显微镜（AFM）测试表明, 紫外光照射使基板由疏水转变为亲水, 能够对OTS-SAM起到修饰作用. 金相显微镜观察结果显示,OTS单分子膜指导沉积的薄膜样品表面均匀, 表明OTS SAM对钛酸钡薄膜的沉积具有诱导作用; X射线衍射（XRD）与扫描电镜（SEM）表征显示, 空气中600℃下保温2h实现了薄膜由非晶态向四方相BaTiO₃晶态薄膜的转化过程, 制备的钛酸钡薄膜在基板表面呈纳米线状生长, 线长约在500～1000nm之间, 相互连接的晶粒大小约为100nm. 文章同时对自组装单层膜和钛酸钡薄膜的形成机理进行了探讨.     

钛酸锶薄膜的液相自组装制备与表征

采用自组装单层膜技术在玻璃基板上成功制备了钛酸锶薄膜,利用接触角仪对前期处理后的基片润湿角进行表征,利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等手段表征了薄膜的物相和微观结构。实验结果表明:采用自组装单层膜技术制备的钛酸锶薄膜结晶良好,样品表面均匀,颗粒尺寸大约在300nm～500nm之间。     

四方相BaTiO3薄膜的自组装制备与表征

以(NH₄)₂TiF₆、 Ba(NO₃)₂ 和H₃BO₃为主要原料, 采用自组装单层膜(SAMs)技术, 以三氯十八烷基硅烷(octadecyl-trichloro-silane, OTS)为模版, 在玻璃基片上制备了四方相钛酸钡晶态薄膜. 改性基板的亲水性测定与原子力显微镜（AFM）测试表明, 紫外光照射使基板由疏水转变为亲水, 能够对OTS-SAM起到修饰作用. 金相显微镜观察结果显示,OTS单分子膜指导沉积的薄膜样品表面均匀, 表明OTSSAM对钛酸钡薄膜的沉积具有诱导作用; X射线衍射（XRD）与扫描电镜（SEM）表征显示, 空气中600℃下保温2h实现了薄膜由非晶态向四方相BaTiO₃晶态薄膜的转化过程, 制备的钛酸钡薄膜在基板表面呈纳米线状生长, 线长约在500～1000nm之间, 相互连接的晶粒大小约为100nm. 文章同时对自组装单层膜和钛酸钡薄膜的形成机理进行了探讨.     

单分散SiO_2胶体光子晶体的自组装制备与表征(英文)

使用Stber法化学合成了粒径在200-350nm之间的单分散SiO2,采用垂直沉积技术自组装制备了胶体晶体薄膜。通过扫描电镜与分光光度计对样品的微观结构与透过光谱进行了表征,结果表明,组成胶体晶体的SiO2微球呈面心立方结构,膜层的厚度可以通过胶体溶液的浓度加以控制,胶体膜层透射光谱中出现的峰值位置取决于SiO2微球的大小,并且与布拉格定律理论计算的结果相一致,透射光谱中光学阻带的深度可以通过改变胶体悬浮液中SiO2颗粒的体积分数来调控。     

多铁性BiFeO_3的制备与多功能表征

利用湿化学方法和脉冲激光沉积技术制备了BiFeO_3陶瓷、薄膜和纳米结构,目的是评价其作为多铁性多功能应用的前景。研究结果如下:(1)发展了一种快速烧结技术制备了高质量单相BiFeO_3陶瓷,通过A位掺杂获得了良好的铁电性能和磁性。(2)制备了高质量的BiFeO_3薄膜,获得了优异的铁电性能,并证明其弱铁磁性来源于尺寸效应和Fe~(2 )的存在。(3)揭示了BiFeO_3纳米结构作为高效光催化的性能。     

TiO2与聚合物复合薄膜的离子自组装制备及表征

在常温下,以钛酸丁酯[(C4H9O)4Ti]和聚四苯乙烯磺酸钠(PSS)作为前驱物在普通载玻片上用离子自组装法制备了TiO2纳米粒子/PSS复合薄膜,复合薄膜的透过率随镀膜次数或薄膜厚度的增加而呈现周期性变化。透射电镜(TEM)测试结果表明,TiO2呈板钛矿晶体结构,薄膜连续而均匀,TiO2的平均粒径是3.6nm。光电子能谱仪(XPS)测试结果显示,薄膜中含有Ti、O、C元素,载玻片表面完全被TiO2纳米复合薄膜所覆盖。     

聚苯胺/磺化酞菁铜自组装复合薄膜的制备与表征

运用层层自组装的技术制备了聚苯胺/磺化酞菁铜(PANI/CuTsPc)超分子复合薄膜,并通过紫外-可见-近红外吸收光谱、傅立叶红外光谱、X射线衍射仪与原子力显微镜对薄膜进行了表征与分析.紫外-可见-近红外吸收光谱表明,PANI和CuTsPe具有良好的层层自组装特性,沉积过程具有均匀性与重复性;傅立叶红外光谱表明,复合薄膜是由PANI和CuTsPc组成的,PANI和cuTsPc通过静电力的作用组装成膜;X射线衍射结果表明,复合薄膜是非晶态的;原子力显微镜观察到薄膜表面是比较均匀和致密的,但有一定的粗糙度.     

磁性高分子微球的静电自组装制备及表征

以微乳液聚合法制取的聚(苯乙烯-丙烯酸)[P(St-co-AA)]高分子微球为模板,与部分还原法所制纳米Fe3O4,通过静电自组装制备磁性高分子微球。采用XRD、TEM、SEM、IR等对样品进行表征,采用VSM对样品进行磁性能测试。结果表明所得磁粉样品为Fe3O4单相,平均粒径为10nm。常温下磁性能测试表明:外加磁场为6 kOe时,饱和磁化强度为69 emu/g。P(St-co-AA)平均尺寸约为70 nm,表面带有羧基。自组装所制磁性高分子微球为球形,粒径约1μm,磁粉含量为30.81%。研究表明pH、搅拌等对磁性高分子微球的形成有重要影响。     

湿敏手性纳米纤维素薄膜的自组装制备及表征

采用硫酸水解硫酸盐漂白针叶浆制备出纳米纤维素(NCC),通过NCC胶状溶液中的NCC自组装制得了具有手性结构的纤维素薄膜,对NCC形貌、电位进行了分析,并对NCC溶液和固体薄膜中手性结构以及湿敏性能进行了研究。结果表明,NCC为表面带有少量电荷(-22.07 m V)的纳米尺寸棒状结构(长150~250 nm,宽5~15 nm),当胶状溶液中NCC的质量分数大于2.83%时,NCC组装形成各向异性的手性向列液晶相结构,偏光显微镜下可观察到明显的指纹织构;干燥成膜后,长程左旋手性结构保留。手性纤维素薄膜具有优良的湿敏性能,表面官能团以O-H为主,200℃以下热稳定性良好。     

外延BiFeO_3多铁性纳米岛的化学自组织法制备及其表征

采用化学自组织方法在SrTiO_3(100)及Nb-掺杂SrTiO_3(100)单晶衬底上制备了外延BiFeO_3纳米岛,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜对纳米岛的相结构及形貌进行了表征.结果表明,在650～800℃下后退火1h可获得外延的BiFeO_3纳米岛,岛横向尺寸在50～150 nm之间,纵向尺寸在6～12 nm之间.随着纳米岛后退火温度的升高,其(100)面内的几何形貌由三角形状转向四边形状,然后再趋向于长棒状.利用压电力显微镜,对单个BiFeO_3纳米岛(横向尺寸～50 nm,高度12 nm)的铁电特性进行表征.结果表明,单个外延BiFeO_3纳米岛内存在分形铁电畴和自偏压极化现象,其中自偏压极化现象来源于外延BiFeO_3纳米岛与SrTiO_3单晶衬底之间的界面应力.     

高分子自组装制备多壁纳米炭管(英文)

通过将聚硅氮烷和聚乙烯吡咯烷酮在一定条件下混合,经过分子聚合及惰性气体保护下高温热处理,在SiCN陶瓷基体表面生长短的多壁碳纳米管。所制备的碳纳米管长度短,在～500 nm范围,直径在～30 nm,并且具有完整的管状结构。多壁纳米炭管形成机理是聚乙烯吡咯烷酮在溶液中自组装形成的高分子管状结构,再经高温炭化而成。     

二氧化铪(HfO_2)功能陶瓷薄膜的自组装制备

利用自组装单层膜技术,在玻璃基板上生长十八烷基三氯硅烷(OTS)单分子膜层,以Hf(SO4)2·4H2O和HCl配制HfO2前驱液,通过液相沉积在硅烷的功能性官能团上诱导生成二氧化铪薄膜.研究了紫外光照射对OTS单分子层的影响,通过接触角测试仪、AFM、SEM及XRD等手段对膜材料的表面形貌和结构进行了研究分析.结果表明,利用自组装单层法成功制备出HfO2晶态薄膜,呈立方型的HfO2,无其它杂相,薄膜表面均一.     

层层自组装法制备光敏变色复合薄膜及其性能表征

采用层层自组装法成功制备了以光敏变色材料和聚乙烯醇(PVA)为基质的光敏变色复合薄膜。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)分别表征了光敏变色复合薄膜的化学组成和横断面形貌;研究了复合薄膜在紫外光照射下的光敏变色性能;用万能力学试验机和热重分析(TGA)分别检测了复合薄膜的力学性能和热稳定性能。结果表明:光敏变色材料与聚乙烯醇通过氢键结合形成光敏变色复合薄膜;SEM分析表明,光敏变色复合薄膜是典型的"三明治"结构;随着光敏变色材料浓度的增加,复合薄膜在紫外光照射下的总色度指数(ΔE*)呈现递增趋势;光敏变色复合薄膜的拉伸强度随光敏变色材料浓度的增加先增加后降低;复合薄膜的断裂伸长率随光敏变色材料的增加逐渐降低;TGA分析表明,光敏变色复合薄膜的热稳定性介于聚乙烯醇膜与光敏变色物质之间。     

二氧化硅溶胶及其自组装薄膜的制备

以氨水为催化剂,通过水解正硅酸乙酯制备了乳白色二氧化硅溶胶,采用静电自组装薄膜技术制备了聚电解质/二氧化硅复合薄膜,并通过热处理制备了二氧化硅薄膜.采用透射电镜、红外光谱仪、721分光光度计对二氧化硅溶胶和薄膜进行了分析.     

二氧化铪晶态薄膜的自组装制备

利用自组装单层膜技术,在玻璃基板上生长有机硅烷单分子膜层,以Hf(SO4)2·4H2O和HCl配制HfO2前驱液,通过液相沉积在硅烷的功能性官能团上诱导生成二氧化铪薄膜.通过接触角测试仪、AFM、SEM及XRD等手段对膜材料的表面形貌和结构进行了研究分析.结果表明,利用自组装单层法成功制备出立方型的HfO2晶态薄膜,薄膜表面均一.     

纳米晶La_(1-x)Sr_xFeO_3薄膜的制备与表征

采用Sol－gel工艺在石英玻璃和硅衬底上成功地制备了纳米晶La1-xSrxFeO3（x=0～0．4）系列薄膜，薄膜为钙钛矿结构，平均粒度在30nm左右。XPS结果表明，随着Sr含量的增大薄膜表面吸附氧含量增大。     

乙烯-乙烯醇共聚物微图案膜的制备与表征

通过模板复制法制备具有微米级图案的乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)微图案膜。采用电子显微镜等表征方法,研究影响EVAL微图案膜结构性能的因素与微图案复制性的关系,考察微图案对膜材料浸润性的影响。研究表明,微图案增大膜表面的粗糙度,显著改善了EVAL膜的浸润性。当凝固浴温度为30℃时,EVAL柱形微图案膜表面的接触角为23.1°,与EVAL原膜相比,接触角降低10°左右。研究发现较低的相分离速率有利于EVAL微图案膜的复制;微图案复制规整度越高,图案收缩率越有利于微图案的复制。     

退火工艺对液相自组装法制备BiFeO3薄膜的影响

以Bi(NO3)3·5H2O,Fe(NO3)3·9H2O和柠檬酸为主要原料,采用液相自组装法,以OTS单分子层为模板,在ITO玻璃基片上成功制备了BiFeO3晶态薄膜.研究了退火温度以及保温时间对BiFeO3薄膜的影响.利用DSC/TG对铁酸铋前驱物结晶行为进行了表征,利用XRD和FE-SEM等测试手段对不同退火工艺下...     

Sol-gel方法制备BiFeO_3/Bi_4Ti_3O_(12)多层薄膜及其电性能

采用溶胶-凝胶方法在FTO/glass底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电性质和介电性质,并将其与纯的BiFeO3薄膜的性质进行了比较。从薄膜的XRD模式中可以观察到共存的BiFeO3相和Bi4Ti3O12相。通过电滞回线测量可以看出,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜能够承受更高的测试电场而获得充分极化,从而表现出较强的铁电性,在450kV/cm测试电场下,薄膜的剩余极化强度分别为37μC/cm2和23μC/cm2。