二氧化钛纳米晶的缺陷性质和光电性能

为研究二氧化钛纳米晶的缺陷性质对其光电性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛纳米晶,利用X线衍射和正电子湮没寿命谱对样品的晶相、平均粒径和缺陷性质等进行表征,并以所得二氧化钛纳米晶为基础制备二氧化钛纳米晶薄膜,进一步分析其光电性能.结果表明:在450℃的热处理温度下,可以合成锐钛矿相占主要成分的二氧化钛纳米晶.随着热处理时间从30 min延长至90 min,二氧化钛纳米晶的平均粒径从12.8 nm增大到47.9 nm.随着平均粒径的增大,二氧化钛纳米晶表面缺陷的尺寸变小且浓度降低,同时晶界间的自由体积发生复合.在表面缺陷和平均粒径的双重影响下,二氧化钛纳米晶薄膜的瞬态光电流密度随平均粒径的增大表现出先增大后减小的变化趋势,其中,基于26.5 nm粒径二氧化钛纳米晶制备所得薄膜的瞬态光电流密度最大,其值为0.072 m A/cm2.     

ZnS和SnS薄膜的制备和光电性质

采用电刷镀技术在FTO导电玻璃上制备ZnS薄膜,通过XRD(X射线衍射)、UV-VIS-NIR(紫外近红外光谱仪)等技术对所制备的ZnS晶体的结构、形貌、组成和光学性质进行了表征.用同样的方法制备并表征了Sn S薄膜,在实验中通过对电解液的浓度、pH、电压、刷镀时间、干燥时间等不断进行改变和对比,用得到的最优条件能制备出均匀致密的薄膜.用XRD检测物相,用SEM观察其表面形貌,用紫外可见分光光度计测量了SnS薄膜的光吸收性能,估算了其间接带隙值.测量了SnS薄膜的光电性质,表明其具有较明显的光响应.     

真空蒸发硫化法制备硫化锌薄膜的研究

介绍了硫化锌薄膜的应用和研究现状，阐述了硫化锌薄膜的生长过程理论及其结构。对于硫化锌常用的制备技术也作了较详细的介绍。针对TYZ76．00（YL）型真空镀膜机进行了不同实验设计，尝试探索出在实验室条件下真空蒸发硫化制备硫化锌薄膜的可行方法。通过XRD检测薄膜的结构和物相，金相显微镜观察薄膜的微结构，四探针法测量其电阻。     

纳米二氧化钛光催化剂膜分解甲基橙

采用溶胶—凝胶法，以普通载玻片为基底材料，制备了纳米二氧化钛薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEn)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2薄膜进行晶相结构和薄膜结构表征。利用制备的TiO2薄膜光催化分解甲基橙溶液。实验结果表明：焙烧温度500℃时，制备的TiO2薄膜牢固、透光性能好、光催化活性强。随着紫外光照射时间的延长，镀膜次数达5次时，光催化效率较高。     

CdTe薄膜的微观结构分析

应用真空蒸发技术制备CdTe薄膜,并借助于扫描电子显微镜（SEM）、扫描俄歇谱仪（AES）和X射线衍射仪（XRD）对其微观结构进行分析。主要研究了不同工艺条件、不同原子配比、以及不同掺杂浓度下制得的CdTe薄膜的结构、物相,研究结果表明：以Cd:Te=0.9:1原子配比制得的CdTe薄膜具有最佳的结晶度和组分计量比;掺杂会使CdTe薄膜的结构、物相有所改变。     

过渡金属掺杂的多孔二氧化钛薄膜电极光催化氧化技术

研究了铂和镍掺杂的锐钛矿结构的二氧化钛多孔薄膜电极的制备与光催化氧化技术用于染料废水的净化处理.电极由在钛片上通过电化学阳极三步氧化法制备, 产生稳定的过渡金属掺杂的二氧化钛多孔薄膜电极.对生物难降解的偶氮染料废水（酸性红G）用所制备的电极进行了紫外光照射下的光催化降解实验,结果表明掺Pt电极大大提高了光催化活性,掺Ni反而降低了其光催化活性.根据所掺金属的电子功函和电子亲和力解释了这一作用.被处理水溶液的酸值增加有利于光催化降解.     

Cu_2SnS_3薄膜的溶液法制备及表征

采用溶液法在玻璃基底上制备了Cu_2SnS_3薄膜,研究了不同退火温度对Cu_2SnS_3薄膜性能的影响,采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计分别表征了薄膜的物相结构、形貌和光学性能.结果表明,退火温度对Cu_2SnS_3薄膜的相结构、形貌及光学性能有显著影响,随着退火温度的升高,薄膜中的晶粒尺寸明显增大,结晶性也有所增加;退火温度为500℃时,可以生成单相的Cu_2SnS_3薄膜;在不同退火温度下所制备薄膜的禁带宽度均接近1.05eV.     

陶瓷微珠表面包覆金红石相二氧化钛薄膜的工艺研究

研究了采用均相沉积法在空心陶瓷微珠表面包覆金红石相二氧化钛薄膜的工艺,在SnO2的诱导作用下将锐钛相TiO2转化为金红石相。通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对微珠表面薄膜的微观结构和TiO2晶型进行了观察和测试,结果表明,陶瓷微珠表面包覆了结构致密、包覆均匀的金红石相TiO2薄膜,以此陶瓷微珠作为填料添加在涂料中所得涂层在近红外光区反射比高达77%,较未包覆二氧化钛薄膜陶瓷微珠的涂层高出21%。     

Fe~(3 )-TiO_2复合纳米薄膜的制备及光催化特性的研究

通过射频磁控溅射工艺制备了TiO2复合纳米薄膜并分析了薄膜的结构及光催化特性.退火温度在350-550℃时Fe3 -TiO2复合薄膜均为锐钛矿相,以石英玻璃为基片的掺铁TiO2复合膜在(101)面有一定的择优取向.复合膜晶粒为锥形颗粒,薄膜表面积大于同温度退火时的纯二氧化钛薄膜,晶粒结晶过程中Fe3 替位Ti4 在晶粒中形成分离的P型杂质能级,TiO2的禁带宽度受到Fe3 杂质能级的影响使TiO2复合纳米膜的光吸收阈值有明显的“红移”的现象,在模拟日光环境光催化甲基橙试验中,Fe3 -TiO2复合纳米膜的催化活性高于二氧化钛薄膜.     

Cu-In膜的相结构对CuInSe2薄膜性能的影响

为考察溅射功率对Cu-In薄膜中相结构以及相应的CuInSe2(简称CIS)薄膜性能的影响,采用中频交流磁控溅射方法沉积Cu-In薄膜,并采用固态硒化方法形成CIS薄膜.采用SEM和EDX观察和分析了它们的表面形貌和成分,采用XRD表征了薄膜的组织结构,并分析了硒化中的反应动力学过程.结果表明,在不同的溅射功率条件下,Cu-In预制膜以Cu11In9相或Cu11In9和CuIn的混合相存在.由Cu11In9和CuIn混合相薄膜形成的CIS薄膜具有单一的CuInSe2相黄铜矿相结构,且其成分接近CuInSe2化学计量比.而由Cut1In9相Cu-In预制膜形成的CIS薄膜中除了CuInSe2相以外,还出现了Cu2Se相,且其成分远离CuInSe2化学计量比.因此,具有Cu11In9和CuIn混合相结构的CuIn薄膜更适合制备CIS太阳电池吸收层.     

电子束诱导原位制备银纳米环

本文报道了一种电子束诱导原位制备银纳米环的有效方法.使用溶胶-凝胶的方法,以分散Ag+的二氧化钛溶胶为前驱体,通过浸渍-提拉法和相应的热处理工艺制备出二氧化钛和银的复合薄膜.以扫描电镜聚焦的电子束为辐射源,在Ag/TiO2的复合薄膜表面原位观察到了银纳米环的形成过程.纳米环内径为100~280 nm,外径为120~300 nm.     

膜厚对溶胶-凝胶法制备Al、Ga共掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备不同膜厚的Al、Ga共掺杂透明导电ZnO薄膜.其他参数一定的情况下,通过控制旋涂次数得到不同厚度的薄膜,研究了薄膜厚度对GAZO薄膜的物相结构、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明:所制备的GAZO薄膜均为六方纤锌矿结构多晶薄膜.随着膜厚的增加,GAZO薄膜(002)衍射峰强度增强,晶粒尺寸变大,薄膜结晶质量提高.在可见光范围内薄膜的平均光学透过率大于88%,薄膜电阻率随膜厚的增加逐渐减小.膜厚为10层(250nm)的GAZO薄膜光电综合性能最佳,其平均光学透过率高达98.5%,电阻率为4.9×10-3Ω·cm.     

DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法制备了掺V的TiO2薄膜.使用分光光度计、催化反应器和电化学工作站等研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能、光催化性能和超亲水性和电学性能的影响.研究表明溅射时间越长,薄膜紫外光区的透射率越低.3h条件下,在小于400nm区域内,溅射薄膜的透射率已经降至60%以下.退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有较好的光催化性能和超亲水性.掺V使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大,禁带宽度变也为2.88eV.将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V量为0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,其中短路电流从24.82μA增大到了88.15μA.表明电池的综合性能有所提高.     

木材基银钛复合薄膜的制备及其可见光降解甲醛

 以水热合成法和银镜反应,以木材为基质,制备了微纳米结构的二氧化钛和纳米银复合薄膜。采用场发射电子扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、光电子能谱仪（XPS）和紫外光分光光度计（UV-vis）,对制备的银钛复合薄膜负载的木材基材料微观形貌、晶型结构、化学状态及光学性能进行表征,通过实验证明该银钛复合薄膜负载的木材在可见光照射下具有降解甲醛的作用。结果表明,在可见光照射下,相比单纯的二氧化钛薄膜负载的木材,银钛复合薄膜负载的木材降解甲醛性能显著提升。在此异质结构的体系中,由于银的费米能级低于二氧化钛的导带能级,因此银纳米粒子可作为电子捕获中心以控制电子和空穴的分离,从而提高材料的光催化性能。     

Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜的磁控溅射法制备与介电性能研究

用磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜.研究沉积气压和衬底温度对BST薄膜结构及介电性能的影响.应用XRD和AFM表征薄膜的物相结构及其表面形貌,通过阻抗分析仪测量薄膜的介电性能.结果表明在3.0 Pa沉积气压和600℃衬底温度下制备的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜有较好的微结构和介电性能.     

磁控溅射工艺参数对Cu薄膜织构的影响

介绍了直流磁控溅射制备Cu薄膜时,溅射功率和玻璃基片温度等工艺参数的变化对薄膜织构的影响.靶材采用质量分数大于99.9%的铜靶,溅射室内真空度低于1.7×10-4,在氩气为保护气体的氛围下制备薄膜.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试分析了薄膜的物相结构、表面组成、表面形貌的变化.结果表明,随着玻璃基片温度升高,薄膜微观结构呈明显的差异.随着溅射功率的增大,溅射速率增大,薄膜织构减弱;当功率增大到200 W时,速率开始减小,织构开始增强.选择功率40 W、溅射气压0.5 Pa、衬底温度423 K和473 K的工艺参数,可获得表面结构平滑、致密和呈微小晶粒结构的薄膜.     

Zn_(0.93)Co_(0.07)O纳米薄膜材料的磁性机制研究

采用磁控溅射方法制备了氮掺杂的Zn0.93Co0.07O系列和Al掺杂的Zn0.93Co0.07O薄膜样品,系统研究了样品的结构、形貌及磁学性能,讨论了样品中铁磁性的产生机制.实验结果表明:所制备的薄膜样品均为单一的纤锌矿结构,没有检测到其他物相.薄膜的表面生长均匀,并观测到清晰的磁畴结构.磁性测量结果表明所有的样品均呈现室温铁磁性,样品的饱和磁化强度随着Al含量的增加而增加,随着氮含量的增加而降低.我们认为在Co掺杂的ZnO稀磁半导体中,铁磁性相互作用是通过电子作为载流子来传递的.     

纳米二氧化钛薄膜的磁控溅射制备和结构特性表征

用磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛(TiO2)薄膜，对制膜的工艺参数进行了详细的测试分析，X射线衍射(XRD)分析表明退火温度提高，TiO2薄膜结晶度增加，800℃下退火2h,TiO2薄膜完全转化为金红石结构，其分子式为Ti8O15，出现氧空位．     

B-F梯度掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响

为了揭示不同掺杂方式对TiO_2薄膜光催化性能的影响,以钛酸四丁酯为钛源,运用溶胶—凝胶法及浸渍-提拉技术在玻璃表面制备二氧化钛薄膜。分别以硼酸、氟化钠等作为B,F原料,利用梯度掺杂法制备非金属离子B,F梯度掺杂的二氧化钛薄膜。采用X射线衍射(XRD)、紫外—可见吸收光谱(UV-vis)研究晶相结构及吸收光波长的变化。结果表明:采用梯度掺杂方式和表面掺杂方式后,TiO_2薄膜均出现吸收范围向长波方向移动,可见光的吸收量明显增加。以酸性品红的降解反应评价薄膜的光催化活性,离子共掺杂后的TiO_2薄膜光催化性能优于单掺杂的TiO_2薄膜;梯度掺杂后的TiO_2薄膜的光催化活性均优于表面掺杂的TiO_2薄膜。     

(Ba,Pb)TiO3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.