Mo掺杂VO_2薄膜的制备及其相变性能

以蓝宝石片(Al2O3)为基底,使用溅射氧化耦合法,通过氧化V/Mo/V结构的金属薄膜夹层制备了不同Mo掺杂量的VO_2薄膜,使用原子力电子显微镜、光电子能谱和四探针测试仪对薄膜的形貌、成分和相变特性进行了分析.结果表明:Mo元素成功掺杂进入VO_2的晶格,且VO_2薄膜相变温度从65.03℃降低至51.36℃,同时伴随着回滞宽度和相变数量级一定程度的减少.此试验成功改变了VO_2薄膜的相变温度,对于智能窗等方向的应用具有重要意义.     

溅射氧化耦合法制备Ti掺杂VO_2薄膜及其极窄回滞特性

采用溅射氧化耦合法,在Al2O3基底上成功实现了对VO_2薄膜的Ti元素掺杂.通过光电子能谱(XPS)的分析,试验制备的VO_2薄膜具有较高的纯度,只含有少量+3价V,同时也对Ti元素的含量进行了定量分析,分析结果证明了试验设计的合理性.通过测量VO_2薄膜在不同温度下的方块电阻,绘出了其电阻-温度曲线,并分析得到了Ti不同掺杂含量下的相变温度与回滞宽度.研究结果表明,Ti掺杂对VO_2薄膜的相变温度没有明显的影响,但可以有效地使VO_2薄膜的回滞宽度变窄,甚至接近于单晶VO_2的回滞宽度.该试验对于VO_2薄膜的开关器件应用具有重要意义.     

高质量外延VO_2薄膜制备及其金属-绝缘体相变特性研究

采用脉冲激光沉积法,在c面蓝宝石衬底上,以VO_2陶瓷作为烧蚀靶材,高纯氧气作为反应气体,固定衬底温度600℃,通过改变生长氧压制备VO_2薄膜.利用X线衍射仪、原子力显微镜、四探针测试仪测试,系统研究生长氧压对VO_2薄膜晶体结构、表面形貌、金属-绝缘体相变(MIT)特性的影响.实验结果表明:生长氧压1.2 Pa时,薄膜(020)晶面摇摆曲线半高宽低至0.061°,结晶质量高;薄膜表面平整光滑;薄膜相变温度接近68℃,金属-绝缘体转变特性显著,电阻率有4个数量级变化.     

隔热智能窗用W掺杂VO_2热致变色涂层的制备与表征

以低毒的硫酸氧钒为钒源、白钨酸为钨源,采用温和的液相法制备了钨掺杂柠檬酸氧钒铵前驱体;借助溶胶凝胶镀膜技术与500℃、Ar气气氛低温烧结制备了W掺杂VO_2涂层。研究发现,涂层中W~(6+)引入及V~(3+)产生有效降低了VO_2单斜相向四方相转变所需的热能势垒,同时也使得四方相可以在较低温度下存在。因此,随W掺杂量由0 at.%逐渐增加至5 at.%,涂层相变温度由44.8℃逐渐降低至36.9℃.然而,W掺杂使涂层物相由纯单斜相转变为单斜与四方相共存。涂层中单斜相含量降低导致了其近红外调控能力和太阳能转换效率均呈现单调下降趋势,分别由44.9%和8.5%(无掺杂)降低至12.0%与6.9%(W掺杂量为5 at.%).     

良好结晶VO_2(A)纳米杆的相变、电学和光转变特性（英文）

在VO_2-草酸体系中,利用一步水热合成法制备结晶良好的VO_2(A)纳米杆.成品的结构和尺寸分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征.差示扫描量热(DSC)曲线显示在加热过程中VO_2的相转变温度为167.8℃.变温X射线衍射(XRD)图谱显示加热时VO_2(A)在160~180℃发生相变.温度升高到450K时,磁化率突然增加.使用4探针法测量VO_2(A)样品的电阻率,滞后现象显示VO_2(A)的相变为1级相变.根据阿仑尼乌斯曲线,得出低温VO_2(AL)和高温VO_2(AH)的活化能分别为0.39eV和0.37eV.变温红外光谱显示VO_2(A)纳米杆在红外区域具有良好的光学转换特性,此特性与VO_2(A)的可逆结构转变有关.研究结果表明VO_2(A)纳米材料可应用于红外开关装置.     

超薄VO_2外延薄膜的制备及其金属-绝缘体相变的原位研究

采用电子束蒸发法(EBE)在单晶TiO_2(110)衬底上沉积VO_2超薄薄膜.实验以高纯金属V棒为蒸发源,高纯氧气作为反应气体,固定生长温度330℃,氧压2×10~(-6)mbar,然后通过改变不同的V蒸发速率和生长时间制备出不同特性的VO_2薄膜.利用原位的扫描隧道显微镜、低能电子衍射(LEED)和X线光电子能谱系统地分析所得样品的表面形貌、结构特征以及相转变过程中的能带结构变化,并对比找出EBE制备法的最佳生长条件.结果表明,当蒸发束流固定在20nA时,LEED点阵较亮,薄膜显示出接近于原子级平滑的表面;随着生长时间的增加,表面变粗糙,点阵变暗,V的价态逐渐降低,从+5价过渡到+3价;在薄膜厚度接近10个原子层时,薄膜存在金属-绝缘体相变行为.     

应用Ti掺杂提高VO2薄膜太阳光红外能量调制能力

二氧化钒薄膜独特的半导体-金属相变特性使其在智能窗等领域有着广阔的应用前景。该研究采用直流反应共溅射技术沉积二氧化钒薄膜,通过调节Ti靶的放电电流,实现了VO_2薄膜不同量的Ti掺杂。并用X射线衍射仪、微区拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、分光光度计与四探针测量系统对样品微结构及相变特性进行表征,分析不同Ti掺杂量对VO_2薄膜微结构、表面形貌、相变温度、红外调制率的影响。研究结果表明,在Ti靶15 mA放电电流下掺杂的样品,太阳能调制能力有明显提高,达13.8%,但是过高的Ti掺杂则会使VO_2薄膜相变性能弱化甚至消失。     

对向靶磁控溅射纳米氧化钒薄膜的热氧化处理

采用直流对向靶磁控溅射方法制备低价态纳米氧化钒薄膜,研究热氧化处理温度和时间对氧化钒薄膜的组分、结构和电阻温度特性的影响采用X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）对氧化钒薄膜的组分、结晶结构和微观形貌进行分析,利用热敏感系统对薄膜的电阻温度特性进行测量．结果表明,经300～360℃热处理后,氧化钒薄膜的组分逐渐由V2O3和VO向VO2转变,薄膜由非晶态变为单斜金红石结构,具有金属半导体相变性能;增加热处理温度后,颗粒尺寸由20nm增大为100nm,薄膜表面变得致密,阻碍氧与低价态氧化钒的进一步反应,薄膜内VO2组分舍量的改变量不大;增加热处理时间后,薄膜内VO2组分的含量明显增加,相变幅度超过2个数量级.     

退火温度对[BN/CoPt]n/Ag薄膜磁性和结构的影响

采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了[BN/CoPt]n/Ag薄膜,并分别在550℃和600℃各退火30min.结果表明,退火温度对CoPt薄膜的磁性和结构影响很大.当退火温度为550℃时,薄膜就已经发生了有序相变,且薄膜垂直取向;退火温度增加到600℃后,薄膜大部分了发生了有序相变,并且垂直取向很高,薄膜垂直矫顽力高达10.7kOe,平行矫顽力仅为5.99kOe.适当的退火温度不仅有利于薄膜的有序相变,而且能提高薄膜的垂直取向程度.     

Ge2Sb2Te5薄膜相变行为及其对光存储特性影响

采用射频磁控溅射方法,在石英玻璃基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.X射线衍射分析表明:室温沉积的薄膜为非晶态;170℃真空退火后,薄膜转变为晶粒尺度约为17 nm的面心立方结构;250 ℃退火导致晶粒尺度约为40 nm的密排六方相出现.研究了室温至450℃下薄膜相变的热力学性能.差热分析显示:薄膜的非晶相向fcc相转变的相变活化能为(2.03±0.15)eV;fcc相向hex相转变的相变活化能为(1.58±0.24)eV.薄膜反射率测量表明:面心相与非晶相的反射率对比度随着波长从400 nm增加到1 000 nm在15%～30%变化,六方相与非晶相的反射率对比度在30%～40%.不同脉冲宽度的激光对非晶态薄膜的烧蚀结果显示:激光的能量密度对薄膜的记录效果有显著影响,在5 mW、50 ns的脉冲激光作用下,Ge2Sb2Te5薄膜具有最好的光存储效果.     

W离子注入VO2薄膜结构及红外发射性能研究

探讨了低剂量离子注入技术对VO₂薄膜的结构和红外发射性能的影响,发现1×1015 cm?2注量的W离子注入掺杂时,会对VO₂薄膜的晶体结构产生一定的损伤;经400 ℃退火处理后部分恢复了薄膜的单斜相晶体结构,且退火处理后,在掺杂W离子、结构缺陷和氧空位的共同作用下,掺杂量0.12%即可使VO₂薄膜的相变温度降低8.9 ℃;掺杂原子数量每增加1%,其相变温度相应变化74.2 ℃;W离子注入并经退火处理后,VO₂薄膜的红外发射率为0.35～0.46,其在低温区间的红外发射率相比未注入薄膜降低了0.14,这大幅度提高了VO₂薄膜在低温区的红外隐身性能．      

二步法硫化镉薄膜的制备及性能研究

基于化学水浴法,采用氯化镉、氯化铵、氨水和硫脲溶液体系,通过二步法在导电玻璃上制备了CdS薄膜。系统地研究了二步法生长的膜厚比对CdS薄膜厚度、形貌、结构和光学性能的影响。结果表明,制得CdS薄膜为立方闪锌矿结构,随着85℃与75℃生长时间比的优化,表面粗糙度减少,表面结构致密,结晶性能显著提高,可见光波段透过率明显提高。     

Microstructure and optical properties of Ag5In5Te47Sb33 phase change thin films with high reflection in thermal annealing process

The microstructure and optical properties of Ag-5In-5Te 47Sb 33 phase change films with high reflection in the thermal annealing process were systematically reported. The as_deposited film is amorphous and its crystalline temperature is 160℃. The annealed films are crystalline. The crystalline phases are AgInTe-2, AgSbTe-2 and Sb when annealed at low temperature. When annealed at 220℃, the AgInTe-2 phase disappears and the amount of AgSbTe-2 is the largest. The research of electronic transmission microscopy shows that the morphology of AgSbTe 2 is sphere and that of Sb is bludgeon. The reflection of the annealed films is higher and reaches its peak value at 220℃.     

氧化法在石英衬底上制备氧化钒薄膜及氧化过程和性能的研究

采用直流溅射法在石英衬底上沉积不同厚度的金属钒(V)膜,在空气氛围中进行不同温度热氧化处理获得性能最佳的退火温度和薄膜厚度。用X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪分别研究了薄膜的晶体结构,红外透射性和表面组分。结果表明:厚度约为100 nm的金属钒膜在空气中370°C下氧化60 min制得VO2含量较高,相变温度45℃,热滞宽度约10℃,高低温光透过率变化41%的氧化钒薄膜。     

纳米TiO_2的低温制备及光催化活性研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备了TiO2薄膜,并评价其光催化活性.结果表明:在40℃条件下制备的光催化剂,具有锐钛矿相和板钛矿相两种晶相,粒径为5 nm.光催化甲醛实验表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,光照2 h甲醛的降解率达60%,且稳定性较好,可重复使用.     

Influence of annealing temperature on structure and photocatalytic activity of TiO2 thin films prepared by DC reactive magnetron sputtering method

Transparent TiO₂ thin films were successfully prepared on high purity silica substrates by DC reactive magnetron sputtering method and annealed at different temperatures. The effects of the annealing temperature （300-600 ℃） on crystalline structure, morphology, and photocatalytic activity of the TiO₂ thin films were discussed. The photocatalytic activity of the films was evaluated by photodegradation of methylene blue solution. With increasing annealing temperature, the photocatalytic activity of the TiO₂ thin films gradually increased because of the improvement of crystallization of anatase TiO₂ thin films. At 500 ℃, the TiO₂ thin film shows the highest photocatalytic activity due to the improvement of crystallization of anatase TiO₂ thin films. When the annealing temperature increases to 600 ℃, the photocatalytic activity of thin film decreases owing to the formation of rutile phase and the decrease of surface area.     

聚亚甲基蓝变色膜的制备及其变色性能研究

用电化学沉积方法制备了1种电致变色膜——聚亚甲基蓝膜,探索了制备该膜的最佳条件并测试了薄膜的电致变色性能.结果表明：在含有2.00×10^-3mol/L硼砂和0.1 mol/L NaNO3的磷酸盐缓冲溶液中（pH 11.00）,保持60℃恒温,在＋0.80 V处恒电位电解40 min,可以使亚甲基蓝单体在ITO导电玻璃上聚合成聚亚甲蓝膜; 在±0.8 V电位范围内,膜颜色可在蓝色和无色间可逆变化,在618 nm处的透过率之差（ΔT）可达60%,薄膜具有很快的电变色速度,着色效率（CE）为182.6 cm2/C.     

Preparation and thermoelectric properties of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te thin films

Thin films of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te were deposited on glass substrates by flash evaporation.X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were performed to characterize the thin films,and the effects of preparation and annealing parameters on the thermoelectric properties were investigated.It was shown that the power factors of the films increased with increasing deposition temperature.Annealing the as-deposited films improved the power factors when the annealing time was less than 90 min and the annealing temperature was lower than 250℃.A maximum power factor of 10.66 μW cm-1 K-2 was obtained when the film was deposited at 200℃ and annealed at 250℃ for 60 min.     

射频磁控溅镀掺杂铜对钛酸锌薄膜中相变化及微结构的影响

探讨了ZnTiO3薄膜掺杂Cu元素对于薄膜性质、相变化与微结构之影响.实验是在一定温度下以射频磁控溅镀系统将铜沉积于ZnTiO3陶瓷靶上,控制沉积于ZnTiO3陶瓷靶上铜含量之后,再沉积掺杂铜的钛酸锌薄膜于SiO2/Si基板上.成长出来的薄膜经由ESCA分析得知铜的质量分数分别为0.84%、2.33%和2.84%.从XRD分析常温下掺杂Cu的ZnTiO3薄膜为非晶质态,经过600℃退火后,ZnTiO3薄膜则由非晶质态转变成Zn2Ti3O8结晶相,而未掺杂铜的ZnTiO3薄膜在600℃退火时并没有结晶相产生.ZnTiO3薄膜经过900℃退火后,Zn2Ti3O8相分解成Zn2TiO4相和TiO2相,且ZnTiO3晶格常数因为Cu离子置换至Zn离子的位置有变小的趋势.由TEM分析证实Cu离子与Zn离子的置换,导致晶格应变产生双晶缺陷.经由XRD、SEM和TEM分析得知掺杂太多的铜会抑制TiO2相的生成,而随着过多的Cu析出,晶体平均晶粒慢慢变小晶格应变也随之降低,以致晶格常数回复往原来晶格常数方向趋近.