氧化物半导体气敏膜片光学特性研究

为了更深入地研究半导体气敏器件的气敏－光学特性,进一步提高其性能,地导体气敏元件的机理及光波在导电媒质中的传播,本文在实验基础上,建立了氧化物半导体气敏片的光学特性数学模型,导出了光通过膜片时上对透过率与膜片生长的若干主要因素的定量关系。     

二氧化锡薄膜结构对光学气敏特性的影响￣①

研究了ＳｎＯ２薄膜的光学特性及有关光学参数的推导，建立了光学气敏的数学模型。较详细地研究了不同结构的ＳｎＯ２薄膜接触还原性气体后光透射率的变化，采用不同方法制备的ＳｎＯ２薄膜，由于结构不同，光透射率不一样，利用计算机对光学气敏的数学模型进行摸拟计算，其结果能很好地解释上述的现象。     

用RF—PECVD制备的SnO2薄膜光电性质及化学成分

利用ＸＰＳ研究了ＲＦ－ＰＥＣＶＤ制备ＳｎＯ２薄膜的化学计量配比，测试了ＳｎＯ２薄膜的光学和电加热特性。结果表明：具有导电性能的ＳｎＯ２薄膜是一种非理想化学计量配比的氧化物半导体薄膜材料，薄膜还具有较高的可见光透过率和较好的电加热性能。     

复合氧化物SrTiO3—TiO2氧敏材料的研究

将具有氧敏特性的ＳｒＴｉＯ３与ＴｉＯ２复合化，采用电子束蒸发方法，制备了ＳｒＴｉＯ２－ＴｉＯ２薄膜，研究了其氧敏特性。实验结果表明，复合氧化物ＳｒＴｉＯ３－ＴｉＯ２薄膜的ｎ－ｐ型转换点比ＳｒＴｉＯ３薄膜的ｎ－ｐ型转换点高，氧敏特性有所改善，从而提高了贫燃共氧灵敏度曲线的线性化。     

CdO—Fe2O复合氧物半导体气敏材料的制备和性能

采用化学共沉淀法，制备了系列ＣｄＯ－Ｆｅ２Ｏ复合氧化物气敏半导体材料，研究了制备条件对电导和气敏性能的影响。     

复合氧化物SrTiOa-TiO2氧敏材料的研究￣①

将具有氧敏特性的ＳｒＴｉＯ３与ＴｉＯ２复合化，采用电子束蒸发方法，制备了ＳｒＴｉＯｚ－ＴｉＯ２薄膜，研究了其氧敏特性。实验结果表明，复合氧化物ＳｒＴｉＯ３－ＴｉＯ２薄膜的ｎ－ｐ型转换点比ＳｒＴｉＯ３薄膜的ｎ－ｐ型转换点高，氧敏特性有所改善，从而提高了贫燃区氧灵敏度曲线的线性化。     

二氧化锡薄膜的气敏光学作用机理研究

报导了ＳｎＯ２薄膜及其掺杂膜片在乙醇中的气敏光学效应与透射光谱特性；提出了一种新的理论模型来解释ＳｎＯ２薄膜的气敏光学效应的作用机理，并与实验结果一致，从而证明了该模型的正确性。     

SnO2：Sb薄膜型材料的气敏性研究

研究了用轴流式等离子体化学气相沉积制备的ＳｎＯ２：Ｓｂ掺杂薄膜的气敏效应。该薄膜对ＮＯ２气体有较好的气敏性，在常温下响应时间快，在１７０℃恢复时间可小于１５ｓ。灵敏度达６左右。还测定了ＳｎＯ２：Ｓｂ薄膜对ＣＯ，Ｈ２，酒精气体以及右油液化气的气敏效应，并对以上结果进行了分析。     

SnO2—ZnO二元系半导体陶瓷材料特性

报道了ＳｎＯ２－ＺｎＯ二元系半导体陶瓷体及其薄膜的制备方法，材料的电学，光学，热敏，气敏和湿敏特性，以及掺杂和热处理对材料特性的影响，ＳｎＯ２－ＺｎＯ半导体陶瓷材料有很好的稳定性，是一种多功能复合半导体材料，在光伏技术，敏感技术及仪器仪表领域有着广泛应用。     

多晶TiO2氧敏特性及其机制的研究

研究了多晶金红石ＴｉＯ２氧敏半导体材料的氧敏特性及其机制。结果表明，表征ＴｉＯ２导电机制的特性参数ｍ并非常数，它与杂质浓度、温度、氧分压等多种因素有关，本文认为，ＴｉＯ２的主要眯缺陷由不同电离状态的氧空位所构成，该模型可以解释有关的实验结果。     

转光农膜的光谱特性分析

测试分析了转光农膜的透光值、辐射强度、量子流密度等光谱特性,并给出了北京地区自然光和转光膜透过光的光谱分布。分析表明:转光剂的引入使透光值提高1.39％～1.75％,透过光中紫外光和绿光减少,红光辐射强度提高可达4.69％;提出农膜转光值表征方式,得到620nm处的红光转光值为2.0％～6.9％,340nm的紫外光为—0.5％～—2.7％。北京地区自然光及试验膜透过光辐射分布呈不均匀状态,600～660nm橙红光较为充足,在可见光中占29.16％,绿光占23.11％,而紫外光含量仅占300～1100nm日光辐射的0.27％。     

薄膜厚度对玻璃纤维表面SnO2薄膜透光导电性能的影响

 以SnCl₄·5H₂O为原料,乙醇为溶剂,配制SnO₂溶胶,并采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面生成一层均匀的涂膜,通过控制反应物初始浓度和玻璃纤维提拉次数在玻璃纤维表面制备具有不同厚度的SnO₂薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜的物相结构、透光率和电阻率的影响及原因.结果表明:随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶化程度提高,晶粒尺寸增大,导电性能提高,而透光率呈现逐渐减小的趋势.当薄膜厚度为557 nm时,薄膜的电阻率最小,为0.16 Ω·m.薄膜厚度在56~340 nm之间时,薄膜的透光率在76%以上,而当薄膜厚度继续增加时,透光率下降到低于62%.     

非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射-透射研究

通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析,研究了光轴平行于入射面时,非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性.根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件,利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系,得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件.然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系,联系两表面处的边界条件,计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率.应用得出的计算方法,计算了石英(正晶体)薄膜和铌酸锂(负晶体)薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系.结果表明,计算方法正确,不仅适合正晶体对负晶体也适用,求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用.     

光学透明、低热膨胀性的甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜

 通过化学预处理和机械处理的方法制备出甲壳素纳米纤维,再利用真空抽滤的方法制备出甲壳素纳米纤维膜,将所得的纳米纤维素浸渍到聚醚砜树脂中,制备了甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）对机械处理的甲壳素纳米纤维的形态特征进行表征。采用紫外光分光光度计、热机械分析仪（TMA）分别对甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合膜的透光性、热膨胀性做分析,用万能力学试验机测试甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合膜的拉伸性能。结果表明,机械处理后,甲壳素纤维达到纳米级别,随机械处理手段增加,甲壳素纳米纤维直径逐步变小。甲壳素纳米纤维/聚醚砜复合薄膜保持了较高的透光率,对比树脂材料,热稳定性和力学强度明显增强,是一种具有高透光性、低热膨胀性的复合膜,在光学基底材料、显示器等方面具有较大的应用潜力。     

SnO2光透射率气敏薄膜的制备和研究

采用溶胶-凝胶技术，利用旋转涂膜法制备二氧化锡薄膜。结果发现，常温下在含有CO的气氛中光通过薄膜的透射率变大，对CO有较高的灵敏度。并对制备过程中出现的实验现象、制备机理及薄膜的结构和特性进行了分析和研究。     

激光高效偏光镜出射光的合束光路分析

对激光高效偏光镜的出射光束给出了一种调整方法，在保证对非偏振入射光有较高的透射比的前提下，使光斑缩小。     

食品检测系统中负滤光膜的研制

基于全介质负滤光片设计理论,在近红外波段镀制宽带负滤光膜,通过对膜系理论的分析、材料蒸发工艺的研究、离子源参数的调整和优化,同时采用周期与非周期相结合的膜系设计,利用光控与晶控两种方法控制膜厚,制备出780nm~980nm波段平均透过率小于1%;500nm~780nm、980nm~2000nm波段平均透过率大于91%的宽带滤光膜,基本满足使用要求。     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

磁性液体薄片磁控光开关效应研究

研究了在平行于激光照射方向递增的梯度磁场作用下的磁性液体薄片光透射率随时间的变化情况。结果表明,在磁场作用下,磁性液体内部形成微粒链结构,微粒链受到梯度磁场汇聚力,向薄片中心聚集,在此处形成光关闭现象。通过改变磁性液体体积分数、外磁场变化率、初始磁场大小可以达到控制调节磁性液体的响应时间和光关闭时间的效果,为磁性液体作为可控光开关提供了可行性研究。