TiO_2对V_2O_5离子储存电极薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶技术制备出(TiO2)x-V2O5复合离子存储电极薄膜,主要研究了有机、无机Ti源,TiO2掺杂量(x为0、0.05、0.1、0.2、0.3mol)等对V2O5薄膜结构与性能的影响。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、循环伏安测试(CV)、紫外-可见光谱等手段研究了薄膜的表面形貌、电化学性能和光学性能。结果表明,TiO2掺杂降低了V2O5薄膜离子储存容量,采用无机Ti源四氯化钛较有机Ti源钛酸丁酯掺杂的复合薄膜具有更高的可见光透过率以及离子储存容量,与V2O5薄膜相比,透射率增大了20%。随着无机Ti源掺量增多,薄膜离子储存容量降低,但在循环过程中降低趋势减缓并逐渐保持稳定,50次循环后纯V2O5薄膜储存容量降低了25%,掺杂TiO2后平均降低16%,V2O5薄膜循环稳定性有所提高。TiO2掺杂显著降低了V2O5阴极的着色效应,随着TiO2掺量的增加,复合薄膜光透过性增强。     

铈掺杂对氧化钛薄膜光吸收性能的影响

采用电子束蒸发法制备铈掺杂的TiO2薄膜,研究掺杂铈TiO2薄膜的透过率,以及掺杂对TiO2薄膜光吸收性能的影响.实验发现掺杂CeO2使氧化钛薄膜的禁带宽度Eg从3.27 eV减小到2.51 eV,从而使光学吸收边从380 nm红移到495nm,大大提高了对太阳光或可见光的利用能力.     

氮对光催化性能的影响:TiO_2纳米球和纳米线对比研究

使用阳极氧化和氨气退火N化的方法制备了N掺杂的TiO2纳米球薄膜和纳米线薄膜.经过N掺杂TiO2纳米线薄膜与未掺杂纳米线可见光区的光吸收强度相差不大,能带宽度从未掺杂样品的3.2eV缩小为3.1eV.TiO2纳米球薄膜在可见光区的光吸收显著增强,能带宽度由未掺杂样品的3.2eV缩小为2.8eV,同时纳米球生长被抑制,其直径约为50nm,明显小于未掺杂TiO2样品的100mn.在可见光照射TiO2氮掺杂纳米线薄膜和纳米球薄膜降解4h后,溶液中亚甲基蓝的浓度分别降至45%和44%,N掺杂样品获得了优异的可见光光催化活性.研究表明N掺杂导致的O空穴浓度增加和能带宽度有效减小是其可见光区光催化活性增强的主要原因.     

Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片的制备及光吸收性能

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征.紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2·2H2O纳米片具有较宽的紫外-可见光吸收范围,带隙宽度为2.22 eV.     

金属离子掺杂影响TiO2纳米晶簇的光吸收

实验测量掺杂不同金属离子的TiO2纳米晶簇在UV和可见波段的室温光吸收谱.金属离子掺杂明显增强TiO2纳米晶簇的光吸收.TiO2带隙发生红移.光吸收增加量随波长非线性变化.     

氮气分压比对硼碳氮薄膜的组分及光学带隙的影响

采用射频磁控溅射方法以不同的氮气分压比(1/10～2/3)制备出一组硼碳氮薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.XPS测量结果表明,所有样品中的B、N原子比近似为1:1,其化学配比为BCx N(0.16＜x＜1.46).紫外/可见/近红外分光光度计用于测量样品的吸收光谱.由吸收谱线在低能区域(2.0～3.0 eV)的光吸收,利用关系作图法求出光学带隙Eopt范围为0.17～0.83 eV.氮气分压比对薄膜的组分和光学带隙有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响光学带隙,并且碳原子数小的样品具有较宽的光学带隙.以氮气分压比为1/3条件下制备的样品中碳原子数最小,它的光学带隙最宽为0.83 eV.     

V2O5薄膜的超声喷雾制备及其性能研究

采用超声喷雾法在玻璃衬底上制备了V2O5薄膜，研究了超声沉积参数对V2O5薄膜微结构以及薄膜晶化生长过程的影响．利用X射线衍射仪（XRD）扫描电子显微镜（SEM）分光光度计和电阻测量等手段对薄膜的晶相结构表面形貌和性能进行了分析．XRD结果表明：V2O5薄膜为斜方晶系结构，当衬底温度（Ts）小于215℃时，沉积的薄膜为非晶态；当Ts≥215℃时，V2O5薄膜开始形成微晶结构，而且随着衬底温度上升，薄膜的择优取向由（001）方向向（110）方向发生了转变．SEM图谱显示了V2O5薄膜的沉积生长过程．当V2O5薄膜温度从室温升高至380℃时，薄膜电阻变化了将近2个数量级；该方法制备的V2O5薄膜光学能隙Eg=2．25eV．     

直流反应磁控溅射制备Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构和光学性能研究

利用直流反应磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积了(002)方向高度择优生长的纤锌矿结构的Zn1-xCdxO(x=0,0.2)合金薄膜.利用XRD、XPS、TEM、PL对薄膜的结构和光学性能进行了详细研究.结果表明,随着x=0到x=0.2,(002)衍射峰从34.36°偏移到33.38°,(002)方向的晶面间距从0.260 nm增加到0.268 nm,Zn1-xCdxO薄膜的光学带隙也从3.20 eV减小到2.70 eV,相应的近带边发光峰从393 nm红移到467 nm.另外,我们还从能带结构观点对Zn1-xCdxO薄膜的发光机理进行了研究.     

V2O5薄膜结构和性能研究

在常温下，用脉冲磁控溅射方法石英玻璃和硅片上制备了薄膜，经过450℃退火，得到V2O5薄膜。用XRD、XPS和AFM对薄膜微观结构进行了测试，用分光光度计测量从200～2500nm波段V2O5薄膜的透射和反射光谱。结果表明，V2O5薄膜纯度高、相结构单一、结晶度好。室温到320℃范围内电阻变化2个量级，薄膜的光学能隙为2．46eV，与V2O5体材料性能一致。     

Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构、光学和电学性能的影响

利用直流反应磁控溅射的方法和后退火技术在石英衬底上制备不同Cd含量的Zn_(1-x)Cd_xO(0≤x≤1)薄膜.利用XRD、XPS、TEM、Absorption及Hall等详细地对薄膜的结构、光学及电学性能进行了研究.研究发现:当x=0~0.2时,Zn_(1-x)Cd_xO薄膜为沿(002)方向择优生长的六角相结构;当x=0.5时,合金薄膜出现了六角相和立方相共存现象;当x≥0.8时,合金薄膜为沿(200)方向择优生长的立方相结构.结构为六角相时,合金薄膜的带隙从x=0时的3.25 e V减小到x=0.2时的2.75 e V;结构为立方相时,薄膜的带隙从x=0.8时的2.52 e V减小到x=1时的2.42 e V,带隙的变化很小.另外,霍尔测量结果表明,Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的电学性质影响很大.     

Fe掺杂TiO2薄膜的低温制备及光吸收性能研究

将不同比例的Ti粉和Fe粉的混合粉末加入到质量分数为30%的H2O2溶液中,然后把Ti片浸入其中,保持80℃低温反应72h,在Ti片上形成了Fe掺杂TiO2薄膜。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,紫外-可见光谱仪等多种手段对薄膜的结构及光吸收性能进行了研究。结果表明,在Ti片表面形成了结构较为疏松的锐钛矿相Fe掺杂TiO2薄膜;与未掺杂的TiO2薄膜相比,不同Fe粉含量生成的Fe掺杂TiO2薄膜的紫外-可见光吸收边均发生明显红移,禁带宽度均有所减小;掺Fe量为3%时,TiO2薄膜的禁带宽度减小至3.04eV。     

聚噻吩修饰纳米结构TiO2膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚噻吩(PTh)膜和纳米结构TiO2/聚噻吩(ITO/TiO2/PTh)复合膜的光电转换性质。结果表明,PTh膜的禁带宽度为2.02eV,价带位置为-5.86 eV,导带位置为-3.84 eV。在ITO/TiO2/PTh复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,PTh修饰ITO/TiO2电极可使光电流产生波长发生明显红移,从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率。在实验条件下,单色光的光电转换效率最高可达到13%。     

TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜的光学性能研究

用磁控溅射方法制备了ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜,研究了不同温度热处理和不同含量纳米铁酸锌对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光学性能的影响。研究结果表明：用磁控溅射方法制备的纳米薄膜的厚度和晶粒尺寸均匀,并且随着热处理温度的升高而增大,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４后ＴｉＯ２ 纳米薄膜的晶粒尺寸略有减小。ＸＲＤ 研究发现ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２Ｏ４ 纳米复合薄膜由非晶相向锐态矿相转变的温度高于纳米ＴｉＯ２ 薄膜。ＴｉＯ２ 纳米薄膜和ＴｉＯ２／ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 纳米复合薄膜的光吸收边都随着晶粒尺寸的降低而发生蓝移,在相同热处理条件下,掺杂纳米ＺｎＦｅ２ Ｏ４ 后,纳米ＴｉＯ２薄膜的光吸收边发生了较大范围的红移,红移量随着掺杂量的增加而增大。通过热处理和掺杂纳米ＺｎＦｅ２Ｏ４ 可以实现对纳米ＴｉＯ２ 薄膜光吸收边大范围的调制。     

锌氧化物的制备优化和掺杂对其性质的影响

以铜片为阴极,采用恒电流法从硝酸锌溶液中电沉积出氧化锌薄膜.分别讨论了溶液浓度、温度和掺杂对薄膜结构和组成的影响,以及掺杂对薄膜光学性质的影响.结果表明在低浓度和低温时,将有金属锌析出.当掺杂时,氧化锌的粒径将减小.当掺杂氯化铜时,氧化锌的吸收带边将从375nm增加到458nm,带隙能相应地从3.3eV降到2.7eV.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜及其光学特性

采用溶胶 -凝胶方法在二氧化硅玻璃基片上制备了TiO2 薄膜 ,通过测量薄膜在紫外 -可见光波段的透射率和反射率光谱 ,对其光学特性和吸收边缘进行了研究 .实验结果表明 ,吸收边缘大约在 35 0nm附近 ,并且随热处理温度的升高 ,吸收边缘向长波方向移动 ,锐钛矿相的禁带宽度比金红石相的禁带宽度高 0 .15eV     

WO3和V2O5薄膜电致变色器件特性研究

采用电子束和热蒸发分别制备了WO3和V2O5薄膜,研究了WO3薄膜的电化学、循环耐用性、电致变色特性,分析了V2O5薄膜的Li离子储存性能、Li离子的注入／退出可逆性以及离子注入对光学性能的影响,并讨论了WO3薄膜/Li离子电解质／V2O5薄膜构成的灵巧窗器件的电致变色特性．实验结果表明,这样构成的灵巧窗器件具有比较理想的光学调制性能．     

磁控溅射制备TiO_2薄膜及其光学特性研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备TiO2薄膜.用紫外-可见光分光光度计和AFM分别表征了薄膜的透射率和表面形貌,用包络线法详细研究了不同衬底温度下TiO2薄膜的光学特性.结果表明:薄膜在可见光波段有很高的透明度,且随着衬底温度的升高,薄膜的透射率略有增加,薄膜的折射率和吸收系数增大,薄膜的光学带隙减小;同时,薄膜表面粗糙度减小,薄膜变得平整.     

硫氮共掺杂TiO2薄膜的可见光催化性能

以钛酸丁酯(C16H36O4Ti)和硫脲(SC(NH2)2)为前驱体制备溶胶,通过旋涂方法制备Ti O2光催化剂薄膜;利用XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试,并通过降解亚甲基蓝溶液评定其可见光下的光催化活性。结果表明,以硫脲为前驱体时可实现硫氮元素在Ti O2中的共掺杂;掺杂后的Ti O2薄膜对可见光有明显的吸收,并在可见光下对亚甲基蓝溶液显示出较高的降解率,其中掺杂量质量分数为3.0%的薄膜样品光催化活性最好。在本实验条件下,经可见光照射7 h后,亚甲基蓝溶液降解率接近100%。分析表明,硫元素以S6+状态取代Ti4+存在于Ti O2晶格,氮元素则以间隙和取代的方式存在。硫氮元素的协同作用在Ti O2的禁带中引入杂质新能级,使Ti O2带隙变窄,因此对可见光吸收并显示出强的可见光催化活性。     

基于Pt电极的TiO2紫外探测器研究

针对宽禁带半导体紫外探测器响应不够灵敏和响应度偏低等问题,将具有高功函数的Pt电极引入TiO₂紫外探测器,采用溶胶凝胶法制备了纳米TiO₂薄膜。以金属Pt为电极,采用磁控溅射的方法,将Pt电极溅射在TiO₂纳米薄膜上,制作了MSM (Metal Semiconductor Metal)型紫外探测器件。在5 V偏压下,探测器的暗电流为4.5 nA,260 nm波长光照下的光电流为5.7 μA。在260 nm的紫外光照射下,探测器的响应度达到最大值,约为447A/W,与其他紫外探测器（200 A/W左右）的响应度均值相比有了很大的提升。最后,设计外围电路,制作出功能完整的紫外强度测试仪。实验表明,该探测器成功地解决了传统宽禁带半导体紫外探测器灵敏度及响应度偏低等问题。     

纳米La 2O 3/TiO 2复合薄膜的抗凝血性研究

 采用射频磁控溅射方法制备了TiO₂薄膜和La₂O₃掺杂的TiO₂复合薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射,紫外可见光谱等材料表征方法研究La₂O₃掺杂对TiO₂薄膜的结构及抗凝血性能的影响。结果表明：La₂O₃掺杂促使TiO₂晶粒沿金红石相(110)晶面择优生长,能细化TiO₂纳米晶粒的大小,使薄膜的光学带隙由2.85 eV提高到3.2 eV。血小板粘附实验表明La₂O₃掺杂的TiO₂复合薄膜具有优良的血液相容性能;分析了复合薄膜的抗凝血机理。