银掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法,通过改变硝酸银与醋酸锌的物质的量比分别在Si,ITO和玻璃基片上制备出不同Ag掺杂浓度的ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、伏安特性曲线等测试手段,表征了薄膜的结晶状况、表面形貌及光电特性等.结果表明:随Ag元素的引入及掺杂浓度的升高,ZnO薄膜中有Ag单质生成,并在波长404 nm处出现了由Ag单质颗粒引起的共振吸收峰,同时ZnO薄膜的导电性得到了明显改善,在可见光范围内薄膜透光率均在85%以上.Ag掺杂原子数分数为7%时,薄膜导电性最好,其在可见光范围内透光率高达90%.     

碳纳米管掺杂及其应用技术研究进展

作为一维纳米材料,碳纳米管(CNT)在电极材料、催化、吸附等诸多领域得到了广泛应用。为了改善CNT的电学、电化学、电催化等性能,可通过掺杂其他元素或化合物对其进行改性。本文综述了近年来CNT掺杂技术及其在燃料电池、锂离子电池、电容器和传感器中的研究进展。掺杂后的CNT常被用作燃料电池电极的催化剂或催化载体,增强了电极的电导率和稳定性;掺杂CNT结合锂盐制备的锂离子电池电极材料,可提高电极和电解质的导电性,最终改善锂离子电池的电化学性能;作为电容器的电极材料,掺杂CNT可提高离子和电子的传输效率,从而提高电容器的能量密度和功率密度;由掺杂CNT制备的复合薄膜作为传感材料,可使其表面活性位点增多,从而增强传感器对目标分析物的响应速度,改善传感器的灵敏度。     

基于掺杂的透明导电氧化锡基薄膜电学性能研究

透明导电氧化锡基薄膜因其透明性和导电性两大基本特性而备受关注,但其导电性能仍需加强或改进.类金属材料具有强的红外反射性能,为提高透明导电氧化锡基薄膜的红外反射性能,对薄膜的导电性能进行了研究.氧化锡基薄膜因SnO2晶格中存在氧缺位或间隙离子而具有髙阻低导特性,可以通过适当的元素替代在其宽禁带内形成杂质能级而实现良好的导电性.概述了氧化锡薄膜的掺杂机理,综述了不同掺杂方式下SnO2基透明导电膜的导电性情况,并对透明导电氧化锡基薄膜的发展前景进行了展望.     

Cd掺杂对ZnO∶In薄膜光电性质的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了不同Cd掺杂浓度的ZnO∶(In,Cd)薄膜,并研究了Cd掺杂浓度对薄膜光学和电学性质的影响。透射光谱测试发现,掺Cd对薄膜的透射率影响不大,都在80%以上,且随着Cd掺杂浓度的增加,薄膜的禁带宽度在3.253～3.148eV范围内减小。霍尔测试表明,Cd掺杂增强了薄膜的导电性,当Cd掺杂浓度为0at.%、2at.%和4at.%时,薄膜的电阻率分别为(2.68×10-1)、(1.30×10-1)和(6.83×10-2)Ω.cm。结合理论计算和光致发光谱分析认为,Cd掺入后ZnO的导带明显下移,这不仅导致ZnO∶(In,Cd)薄膜的带隙变窄,同时使施主杂质(Zni和InZn等)的电离能减小,从而增强了薄膜的导电性能。     

掺杂磺酸聚苯胺/碳纳米管复合膜电极制备及其应用

采用共聚法制备了掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合薄膜,并用其对铂电极进行表面修饰而制备出复合膜电极;通过扫描电子显微镜和红外光谱仪对复合膜电极表面的形态和组分进行表征,并采用电化学方法对其导电性和电催化活性进行测试.结果表明:与聚苯胺电极相比,掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合膜电极的表面形态更均匀致密,导电性能显著提高,响应峰电流从145μA增加到1.61mA,表面电荷密度提高了12.1倍,且稳定性也相应提高;复合膜电极具有较高电催化活性,在草酸环境中对抗坏血酸(AA)的线性响应不受干扰,其线性相关系数为0.996 0,灵敏度为9.09A/(mol·cm2),氧化峰的电位差达到340mV,能够明显区分其混合物.     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

碳纳米管对钢筋混凝土耐氯盐腐蚀性能的影响

采用电化学快速腐蚀法研究了碳纳米管掺量(0.1%~0.5%)对钢筋混凝土在5%氯盐环境下的电流强度、变形开裂特征及钢筋质量损失率的影响.结果表明:少量碳纳米管会在混凝土中形成微细电容器,降低钢筋混凝土的导电性,保护钢筋防止钢筋腐蚀;而掺量较多时会形成导电通路,增加混凝土的导电性,提高钢筋混凝土的腐蚀电流强度.变形性能测试结果表明:0.1%~0.3%碳纳米管使得混凝土开裂破坏时间延长11%~32%;掺量较多时,会提高钢筋混凝土开裂破坏速度,钢筋混凝土开裂时间比普通混凝土提早了27.8%.钢筋质量损失率测试结果表明:在混凝土中掺入0.1%~0.3%碳纳米管使得钢筋质量损失率比普通混凝土低30%~81%.扫描电镜测试结果表明:腐蚀后,普通混凝土保护层中存在大量的针柱状腐蚀针体,并且还可以观察到脆性裂缝,而碳纳米管改性混凝土中的裂缝较小,碳纳米管束缚针状晶体并相互交缠.     

Al掺杂量和衬底温度对ALD沉积的ZnMgO:Al薄膜的影响

ZnMgO∶Al具有近紫外透明导电薄膜的应用潜力.使用原子层沉积(ALD)制备了ZnMgO∶Al薄膜,研究了Al掺杂量和衬底温度对ZnMgO∶Al薄膜的物相和光电性能的影响.研究结果表明,在较高Mg含量下,Al重掺杂(>5%)将破坏ZnMgO∶Al的结晶性,迅速恶化其电学性能.ZnMgO∶Al的光学性质对衬底温度不敏感,但较高的衬底温度(210℃)能大幅改善薄膜的导电性.     

退火温度对Li掺杂ZnO薄膜光电特性的影响

采用溶胶凝胶法旋涂制备了摩尔分数为3%的Li掺杂ZnO薄膜,在450~650℃下退火后测试其微结构、表面形貌和光电特性.结果表明薄膜为六方纤锌矿多晶结构且n型导电,退火温度的升高改善了结晶度、表面形貌、透过率和导电性.退火温度超过550℃后电阻率增大,样品由肖特基导电转变为欧姆导电;伏安特性模拟结果表明,替位Li逐渐增多、薄膜功函数增大,有利于制备p型薄膜.退火温度达600℃后,由于薄膜再蒸发等使光电特性变差.550℃是最佳退火温度,适于制备高质量的透明导电薄膜,此时薄膜透过率达95%,薄膜电阻率为2.49×103Ω.cm.     

Effect of Post-Annealing Temperature on Optical and Electrical Properties of Li：ZnO Thin Films

采用溶胶凝胶法旋涂制备了摩尔分数为3%的Li掺杂ZnO薄膜,在450~650℃下退火后测试其微结构、表面形貌和光电特性.结果表明薄膜为六方纤锌矿多晶结构且n型导电,退火温度的升高改善了结晶度、表面形貌、透过率和导电性.退火温度超过550℃后电阻率增大,样品由肖特基导电转变为欧姆导电;伏安特性模拟结果表明,替位Li逐渐增多、薄膜功函数增大,有利于制备p型薄膜.退火温度达600℃后,由于薄膜再蒸发等使光电特性变差.550℃是最佳退火温度,适于制备高质量的透明导电薄膜,此时薄膜透过率达95%,薄膜电阻率为2.49×103Ω.cm.     

硅掺杂碳纳米管的第一原理研究

采用密度泛函理论研究了纯（5,5）碳纳米管和硅掺杂（5,5）碳纳米管的几何结构和电子结构,计算了硅掺杂后碳纳米管局部结构的变化、硅掺杂碳纳米管的形成能和表面的电荷分布,以及硅原子掺杂前后碳纳米管的差分电荷密度。研究结果表明硅原子掺杂对碳纳米管的结构影响很大,硅原子与碳原子形成化学键,引起碳纳米管上电荷重新分布,引起电荷转移。     

Dy3+和La3+掺杂ZnO薄膜的特点及其气敏传感特性

采用真空蒸发的方法制备了掺杂原子比为3%、5%和9%的La掺杂和Dy掺杂的ZnO薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)谱和X射线光电子能谱(XPS)表征了所制得的ZnO薄膜的特性.发现所有薄膜都沿C轴取向优先生长.在对ZnO薄膜气敏特性的测量中,在低温条件下掺杂ZnO薄膜的电阻比非掺杂ZnO薄膜的小,且对乙醇和丙酮的灵敏度显著增强,且其中Dy掺杂的ZnO薄膜的气敏特性较La掺杂的ZnO薄膜为高.而空气中暴露9个月后的薄膜的气敏特性表明掺杂ZnO薄膜具有很好的稳定性.同时讨论了气敏传感机制和掺杂行为对薄膜灵敏度的影响.     

溶胶-凝胶法制备稀土Lu掺杂TiO2薄膜的附着性能及在自然光条件下的光催化性能

利用Materials Studio分析了Lu掺杂TiO₂的光学性质;设计正交试验采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备稀土元素Lu掺杂TiO₂薄膜,引入计算机图形方法分析了影响薄膜附着性能的工艺因素及规律,分析了薄膜在自然光条件下降解甲基橙的效果.结果表明：与纯TiO₂相比,Lu掺杂TiO₂的禁带宽度降低了0.18eV;pH值是影响薄膜与玻璃基体附着性能的主要工艺参数,随着pH的减小,薄膜附着性能开始增加;在650～800nm波长范围内,Lu掺杂TiO₂后,薄膜开始出现光的吸收现象,在400～650nm波长范围内光的吸收强度提高了40%～90%;在自然光条件下,在经过180h的自然光照后,Lu掺杂TiO₂薄膜对甲基橙溶液的降解率达55%.     

Ce掺杂TiO_2纳米薄膜的制备及其光催化性能研究

用溶胶-凝胶法在石英玻璃衬底上制备了纯的和掺杂Ce(1%、2%、5%)的TiO2纳米薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和紫外-可见分光光度计对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。通过紫外光下降解亚甲基蓝的实验,考察了Ce掺杂对TiO2纳米薄膜光催化性能的影响。结果表明,掺杂适量的Ce能有效提高TiO2纳米薄膜的光催化活性,当Ce的掺杂量为2%时,TiO2纳米薄膜的光催化活性最佳。     

B/N掺杂对提高5FU在羟基化碳纳米管药物传送系统中稳定性的作用机制研究

采用密度泛函方法计算了药物小分子5-氟尿嘧啶(5FU)在羟基化碳纳米管表面(CNTOH),N掺杂羟基化碳纳米管表面(NNTOH)以及在B掺杂碳纳米管(BNTOH)表面的吸附作用.结果显示,5FU在碳管上的吸附作用主要通过与碳管表面的羟基发生氢键作用.而氢键的强度和数量是决定配合物稳定性的关键因素.对碳管掺杂后,碳管的化学活性提高,有效提高了5FU在碳管上的吸附强度.因而,采用掺杂和引入基团的方法共同改性碳纳米管是有效提高碳纳米管基药物传送系统稳定性的有效途径.     

Nb掺杂锐钛矿TiO2室温铁磁性的载流子调控

在LaAlO3(100)基片上,利用激光脉冲沉积(PLD)制备了不同Nb掺杂浓度的高质量锐钛矿TiO2(Ti1-xNbxO2)薄膜,考察了不同掺杂浓度(不同载流子浓度)对薄膜磁学性质的影响。结果表明所有掺杂的薄膜都具有室温铁磁性,且在低掺杂区(x<1%),薄膜的磁性随掺杂浓度的增大而增大,当进入高掺杂区(1%相似文献   

热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜性能的影响

采用溶胶一凝胶法在普通玻璃衬底上制备出了Al3+离子掺杂的ZnO(ZnO:Al)透明导电薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法及紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等分析方法对制备的薄膜进行了表征,研究了热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜结晶状况、电阻率、可见光透过率的影响.研究发现:制备的薄膜为具有沿(002)晶面择优取向的ZnO六角纤锌矿结构,适当的热处理温度和冷却速度有利于改善ZnO:Al薄膜的导电性,并且当采用快速冷却时薄膜的导电性明显增强,而透光率略微减小.500℃热处理1 h后,-15℃环境中快速冷却相对于随炉冷却和空气中冷却制备的薄膜电阻率有大幅度的降低,达到0.22Ω·cm,透光率大于80%.     

不同预处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

研究了经不同预处理后多壁碳纳米管的储氢性能.结果表明:多壁碳纳米管的吸附量在0～12 MPa范围内有一个极大值,极值点的压力和吸附量与样品的种类,处理方法等密切相关;不同量不同碱金属的掺杂对多壁碳纳米管吸附的影响稍有不同;加热活化对提高多壁碳纳米管的吸附量很有效,常温下,在将近9 MPa的平衡压力下,可以达到4.48%...     

湿法制备氧化石墨烯/碳纳米管电极的聚合物太阳能电池器件

湿法制备聚合物太阳能电池具有过程简单、大面积制备以及低成本等优点,它是新型太阳能电池技术走向应用的策略之一.文中在室内条件下采用湿法旋涂方法制备了氧化石墨烯/碳纳米管混合薄膜,该薄膜具有良好的透光性与导电性,方块电阻为4 500 ohm/sq时相对应薄膜的透光率达到90% (550 nm).此外,场效应测试表明该混合薄膜呈现p型半导体特性,表明可用于解离空穴的收集.所以,基于该导电薄膜为电极材料制备的聚合物二极管具有光伏效应,在能量转换中有潜在应用.     

Al、N掺杂(10,0)型碳纳米管电子结构和光学性质

尽管碳纳米管(CNT)具有优异的结构和功能特性,但是纯的碳纳米管在应用上还受到很多限制。论文基于密度泛函理论的第一性原理,利用掺杂改性的方法研究与分析Al、N掺杂对(10, 0)单壁碳纳米管(SWCNT)电子结构和光学性质的影响,从理论上探讨金属和非金属掺杂改变(10, 0)SWCNT电子结构和光学性质的微观机理。研究结果发现,Al和N掺杂后碳纳米管的可见光吸收范围都增加了,且Al掺杂碳纳米管的光吸收范围比N掺杂碳纳米管的大,为开发新的碳纳米管复合材料及拓宽其在工业上的应用提供理论指导。