退火温度对TiO2薄膜光学性能的影响

为确定合适的TiO2薄膜退火工艺,研究了退火温度对采用中频交流反应磁控溅射技术制备的TiO2薄膜光学性能的影响.利用分光光度计测得石英玻璃基体TiO2薄膜试样的透射谱和反射谱,用包络线法和经验公式法计算出薄膜的光学常数.结果表明 TiO2薄膜的折射率随退火温度的上升而增加,低温退火时薄膜消光系数略有减小, 500 ℃退火时TiO2薄膜具有最优的光学性能.     

(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.     

溶胶-凝胶法制备Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的微结构及介电性能研究

使用部分醋酸盐为原料,用改进的溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)薄膜.场发射扫描电镜(FESEM)分析发现,薄膜均匀致密,表面无空洞、无开裂,晶粒尺寸约为50 nm.用原子力显微镜(AFM)测量薄膜表面的方均根粗糙度为7.8 nm.用透射电镜(TEM)观察薄膜的断面结构,用阻抗分析仪测试了薄膜的介电性能,其介电常数和介电损耗分别为460和4%(1 kHz).     

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。     

Short-wavelength static optical recording properties of subphthalocyanine thin films

The static optical recording properties of novel bromoboron trinitro-subphthalocyanine (BTN-SubPc) thin films were studied using a self-developed short-wavelength optical disk tester with high NA objective lens. High reflectivity contrast (>30%) was obtained at low writing power (8 mW) and short writing pulsewidth (200 ns) using the Ar⁺ laser (514.5 nm) irradiation. These results demonstrate that subphthalocyanine is not only qualified for red-light recording but also a promising candidate for the recording medium of a green-light DVD-R. The leading edge, just like the falling edge, of the dye’s absorption band can also be used to realize optical disk storage if an appropriate reflector was used. It provides a new clew for double-wavelength writing/reading and choosing short-wavelength recording materials.     

溶胶凝胶法制备ZnO薄膜及性质研究

以二水醋酸锌为原料,使用溶胶凝胶法在(100)Si衬底上旋转涂敷得到ZnO薄膜.采用傅立叶变换红外光谱和X射线衍射(XRD)分析经N2、空气、O2不同气氛400℃退火ZnO薄膜的成分和结构差异.使用XRD、原子力显微镜和光致发光手段重点研究了N2气氛条件下,ZnO薄膜结构与发光特性随退火温度的变化规律,发现400℃下退火更适于干凝胶薄膜经历结构弛豫,生成具有(002)择优取向、性质优良的纳米晶ZnO薄膜.计算该样品的晶粒尺寸为41.6 nm,晶格常数a=0.325 3 nm,c=0.521 nm,其PL光谱出现495 nm附近强的绿光发射峰,可能源于ZnO纳米晶粒表面缺陷氧空位(Vo).随着退火温度升高,ZnO生成量减少、晶粒体表面积比(S/V)减小共同作用导致绿光峰强度变弱.     

Mg掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

采用磁控溅射方法在硅和石英衬底上制备了纯ZnO和Mg0.04Zn0.96O薄膜.用XRD和AFM表征薄膜的晶化行为和显微结构,用透射谱和光致发光谱分析薄膜的光学性质.分析结果显示:两种薄膜均为六角纤锌矿结构,且沿c轴取向,薄膜表面光滑致密,晶粒分布均匀;薄膜在可见光范围内具有较高的透过率,Mg掺杂后透射谱吸收边向高能侧移动,相应的薄膜的带隙宽度从3.28 eV升至3.36 eV;用包络法计算出薄膜的光学常数表明,Mg掺杂没有明显改变薄膜的折射率,但使消光系数明显增大;薄膜的光致发光谱分析也发现,掺入Mg使带边发射峰蓝移.     

TiO2纳米管阵列薄膜的热稳定性

采用液相沉积法在Al板上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在不同温度下进行了热处理.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了表征.结果表明:未经过热处理的TiO2薄膜的晶体结构是非晶态的;在400℃的空气中焙烧2h,薄膜出现锐钛矿相;650℃空气中焙烧2h后,薄膜仍然保持着良好的管状结构.薄膜中Al2O3的存在,抑制了TiO2晶粒的长大,提高了薄膜的热稳定性.     

涂覆法制备TiO2薄膜光电极及催化性能研究

用涂覆法制备了TiO2薄膜光电极，并对其进行了XRD和SEM的表征。以该电极为工作电极，铜片为电极，饱和甘汞电极为参比电极，建立了三电极光电催化体系，研究了此TiO2薄膜的光电催化性能以及外加偏压对反应速率的影响。结果表明：利用涂敷法制备TiO2薄膜电极是一种较好的方法；外加偏压可抑制光生电子－空穴的复合，提高苯酚的光催化效率；外加阳极偏压的光学催化速率优于外加阴极偏压的速率；在一定范围内，外加阴极偏压越大，苯酚的降解速率越快。     

纳米TiO2薄膜的制备及光催化活性研究

用溶胶一凝胶法在玻璃基片上制备了均匀透明的Ti02薄膜，并以苯酚的降解反应为模型，研究了纳米Ti02薄膜的光催化活性．结果表明薄膜晶粒大小为23．0nrn，呈锐钛矿型，沿(101)晶面具有择优取向性；10h内苯酚的降解率为66％，苯酚光催化降解反应符合一级动力学规律．     

二氧化钛／活性炭复合材料的制备及光催化降解性能

研究对比三种锐钛矿二氧化钛溶胶的常温制备方法,选用溶胶凝胶法以四氯化钛和氨水为原料制得二氧化钛溶胶。浸渍处理表面经过氧化处理的活性炭。利用X射线衍射表征合成二氧化钛的晶相,扫描电镜观测了活性炭负载二氧化钛前后表面形貌变化,利用红外光谱（FT—IR）进行了结构表征,进行了对甲基橙的光催化降解实验。研究结果表明,氧化处理后活性炭表面形貌和光学活性发生了显著变化,氧化处理后活性炭表面负载二氧化钛膜变得较完整。复合材料与无负载、简单氧化处理的活性炭相比,显示了更高的对甲基橙的光降解能力。     

Preparation and optical properties of composite thin films with embedded InP nanoparticles

InP nanoparticles embedded in SiO₂ thin films were prepared by radio-frequency magnetron co-sputtering. We analyzed the structure and growth behavior of the composite films under different preparation conditions. X-ray diffraction and Raman spectroscopy analyses indicate that InP nanoparticles have a polycrystalline structure. The average size of InP nanoparticles is in the range of 3–10 nm. The broadening and red shift of the Raman peaks were observed, which can be interpreted by the phonon confinement model. Optical transmission spectra indicate that the optical absorption edges of the films can be modulated in the visible light range. The marked blue shift of the absorption edge with respect to that of bulk InP is explained by the quantum confinement effect. The theoretical values of the blue shift predicted by the effective mass approximation model are different from the experimental results for the InP-SiO₂ system. Analyses indicate that the exciton effective mass of the InP nanoparticles is not constant and is inverse relative to the particles radius, which may be the main reason that results in the discrepancy between the theoretical and the experimental result. We discussed the possible transition of the direct band gap to the indirect band gap for InP nanoparticles embedded in SiO₂ thin films.     

溶胶凝胶法制备SnO2掺杂透明导电膜及性能测试

在醇溶剂中,以SnCl4和Si(OEt)4为原料,用溶胶凝胶浸渍法分别制备掺杂锑、氟和锌离子的SnCl2透明导电薄膜,并对其性能进行了测试。结果表明,该方法制得的透明导电薄膜的光电指标性能良好,并且具有工艺简单,生产成本低,适合对大面积和异形基板涂膜的优点。     

Nd掺杂BST薄膜的微结构与光学特性研究

用改进的溶胶-凝胶技术,在硅和石英衬底上制备了不同浓度的Nd掺杂Ba0.80Sr0.20TiO3薄膜,应用XRD和SEM表征了薄膜的晶化行为和微观形貌.测试发现700℃退火后,薄膜晶化情况良好,具有典型的多晶钙钛矿结构,表面致密,无裂纹和孔洞,晶粒生长均匀,随着Nd掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐减小.在200~1 000 nm的波长范围内测试了薄膜的透射谱,用"包络法"计算了薄膜的折射率,薄膜折射率与波长呈现典型的电子带间跃迁的色散关系,波长为400 nm时,1%Nd(按物质的量计算百分比)掺杂的BST薄膜的折射率为2.06,小于纯BST薄膜的折射率2.10,这是由于Nd掺杂引起薄膜内部应力变化造成薄膜折射率降低.由吸收谱和Tauc关系确定了Nd掺杂对薄膜的光学带隙的影响.     

R.F.溅射Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜及其光学特性研究

用R．F．磁控溅射法在石英衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜,应用XRD与SEM表征了BST薄膜的晶化行为及其表面形貌．在550℃衬底温度下沉积的薄膜,其表面光滑、晶粒大小分布均匀．应用双光束分光光度计,在200～900nm的波长范围测量了薄膜的透射光谱,并根据“包络法”理论计算薄膜的折射指数．结果表明,随着辐射波长从650nm减小到480nm,薄膜的折射率从2．04增加到2．15;随着波长进一步降低,折射率急速上升,到420nm时,折射率升至2．40,显示出典型的电子带间跃迁的色散曲线．由“包络法”和Tauc关系确定BST薄膜的光学能隙约为3．66eV．     

SnO_2薄膜的形貌及其电特性分析

我们用ＰＥＣＶＤ方法制备出ＳｎＯ_２薄膜，透射电镜ＴＥＭ分析表明沉积温度由高到低时，ＳｎＯ_２膜从多晶态转变为非晶态，并且其电阻率随之增加；沉积时氧气流量增加时，ＳｎＯ_２的电阻率增加。     

RF-PCVD法制备锐钛型TiO2超细粉的研究

以ＴｉＣｌ４＋Ｏ２为反应体系,从热力学和动力学的角度出发,讨论了ＲＦ－ＰＣＶＤ法制备ＴｉＯ２超细粉成核过程的温度范围。设计了实验用反应器和冷却器,测量了冷却器中的温度分布及ＴｉＯ２超细粉的晶型、粒径和分布,表明ＴｉＯ２成核长大、晶型转变过程发生在反应器内。制备了平均粒径为３０ｎｍ、用作光催化材料的纯锐钛ＴｉＯ２超细粉。     

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.