脉冲激光沉积法制备LiCoO2 薄膜阴极

脉冲激光沉积方法(PLD)制备LiCoO2薄膜的关键因素之一是激光的功率. 在功率不小于160 Mj时,薄膜的结晶程度相对较高,出现(003)晶面的择优取向;且薄膜表面光滑,没有附着尺寸大小不一的纳米颗粒;恒流充放电测试20周内放电容量没有衰减,循环性能好.     

脉冲激光沉积法制备氧化铋薄膜及其电化学性质研究

首次采用355nm脉冲激光沉积在不锈钢基片上制备了氧化铋薄膜，X—射线衍射(XRD)测试表明在基片温度为300℃，沉积时间为0．5h制备得到的Bi2O3薄膜具有四方结构，SEM和Raman光谱测定对该Bi2O3薄膜的表面形貌和锂化前后的结构进行了表征，结果表明薄膜由小于100nm针状晶粒组成，锂化后的产物可能是LixBi2O3。此外，由电位阶跃法测定了上述Bi2O3薄膜电极的锂离子扩散系数。电化学测定表明，上述Bi2O3薄膜具有充放电循环性能,在电压范围为0．70～3．5V，该氧化铋薄膜在充放电速率为2C时的比容量大约为100mAh／g，并且保持经100次以上充放电循环而没有明显的衰减。     

高取向KTN薄膜的PLD法制备研究

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法自制了ＫＴＮ陶瓷,以之为靶材,首次在单晶硅上用ＰＬＤ技术沉积了ＫＴＮ薄膜。     

PLD制备FePt:MgO薄膜的结构及线性光学性能研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)制备了FePt:MgO多层复合薄膜。采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析了薄膜的结构;采用紫外可见分光光度计分析了薄膜的线性光学性能。HRTEM分析表明基质MgO在单晶MgO衬底上同质外延生长,而FePt纳米颗粒周期性均匀地自组织嵌埋在MgO基质中。HRTEM的快速傅里叶变换(FFT)图表明,FePt纳米颗粒为富Pt的面心立方(FCC)结构的FePt3,其晶格常数αFePt3=3.90 。(1。=0.1 nm)。MgO基质与FePt纳米颗粒的界面分析表明,它们的界面处几乎不存在非晶层,只在FePt纳米颗粒与MgO基质的晶界线附近有少量的刃型位错。薄膜的紫外可见吸收谱结果表明,低脉冲数样品具有远紫外增透作用,高脉冲数样品存在3个表面等离子激元共振吸收峰,随FePt沉积脉冲数增加,吸收峰位置均发生红移,峰强逐渐减弱,峰强比规律变化。     

黄铜矿结构CuInS2陶瓷和薄膜的制备及性能研究

采用固相烧结法,在真空管式炉中于960℃下保温2h,制备得到具有纯黄铜矿结构均匀致密的CuInS2陶瓷,所制备的陶瓷呈现P型导电且导电性能良好．此外,以自制的CuInS2陶瓷为靶材,采用脉冲激光沉积法在c轴取向的蓝宝石单晶衬底上制备得到高质量的外延CuInS2薄膜．XRD分析表明薄膜具有良好的沿（112）方向外延取向性,透射光谱测试分析得到薄膜光学带隙为1．4eV．     

生长条件对TiO_2薄膜结构及光学性能的影响

为了研究TiO2薄膜的生长机制及结构对其带隙的影响,采用激光脉冲沉积方法在超高真空下制备了TiO2薄膜.X射线衍射结果显示在不同温度和不同缓冲层上生长的TiO2薄膜以板钛矿结构为主,缓冲层对薄膜结构影响不大,高的生长温度提高了薄膜的结晶度.透射谱的结果表明,随着生长温度和生长气压的升高,TiO2的带隙逐渐增大,在生长ZnO做为缓冲层后,TiO2薄膜的结晶度降低,随ZnO结晶度的提高,TiO2对复合薄膜带隙的影响消失.     

高取向 KTN 薄膜的 PLD 法制备研究

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法自制了ＫＴＮ陶瓷,以之为靶材,首次在单晶硅上用ＰＬＤ技术沉积了ＫＴＮ薄膜,并对所制备的薄膜进行了ＸＲＤ和ＳＥＭ分析及Ｐ－Ｅ电滞回线观察．观察分析结果表明：薄膜的主晶相为钙钛矿相（约９８％）,且沿（１００）方向取向生长;薄膜表面光滑、无裂纹、致密性好;薄膜具有良好的铁电性质．同时还分析了Ｓｉ（１００）单晶衬底上钙钛矿相的形成机理;并讨论了衬底温度Ｔｓ和氧气氛等因素对成膜的影响．     

尖晶石型LiMn2O4的制备及结构研究

将LiNO3和以沉淀法制备的Mn3O4按一定比例混合制成样品，在空气气氛中分别以不同温度（300℃，400℃，500℃和700℃）进行烧结合成。利用差热－热重分析、X射线衍射、电子能谱及Raman光谱等测试手段对材料的结构及其随烧结温度变化情况进行了研究。首次观察到尖晶石型LiMn2O4的Raman特征峰。研究表明，低温烧结得到的样品为富氧的尖晶石型LiMn2O4；随着烧结温度的升高，结构中多余的氧逐渐放出，晶胞参数增大，晶体的结合能和晶格振动能增强。     

PLD法制备BST薄膜及其介电性能研究

采用脉冲激光沉积法制备Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜;研究不同氧压下的BST薄膜的介电性能.结果表明,当沉积温度为680℃时不同氧压下的BST薄膜均择优(210)面取向生长;氧压为0.01Pa时取向因子稍大,为0.6637;当氧压从0.1 Pa变化到0.001 Pa时薄膜的平均粒径增大.介电常数增大.     

液相法制备LiMn2O4及掺杂研究

以LiNO3,Mn(NO3)2和弱有机酸为原料,将其按一定比例混合,先于低温蒸干水分,再在250℃加热1h,得到黑色前驱物粉末;将前驱物在650～800℃焙烧10～20h便可得到LiMn2O4晶体.此外,研究了生产LiMn2O4晶体过程中温度及添加Ni,Co,Al对LiMn2O4晶化程度和结晶结构的影响.研究结果表明:利用液相法可以使反应物充分反应,能够得到晶形完整、结晶度高的尖晶石型LiMn2O4;并通过该液相法能更均匀掺杂,得到晶粒粒径更小的掺杂Ni,Co,Al型LiMxMn2-xO4.     

脉冲激光沉积GaN薄膜

采用脉冲激光沉积技术,在Al2O3（0001）衬底上生长GaN薄膜,利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）研究了不同沉积温度,不同沉积压强对所生长的GaN薄膜晶体结构特征的影响.研究表明,沉积温度影响GaN薄膜结构,在700～750℃沉积范围内随温度升高,所沉积生长的GaN薄膜具有良好的结晶质量.在5～10Pa沉积气压范围内,提高气压有利提高GaN薄膜的结晶质量.     

激光频率对用PLD法生长氧化锌薄膜特性的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在硅(100)衬底上制备了c轴取向的高质量的ZnO薄膜.分析了不同激光频率下薄膜的结晶状况,通过对薄膜的PL谱的测试,分析了不同激光频率下薄膜的发光特性状况,同时进行了薄膜结构的测试.结果显示:激光频率为3 Hz的样品结晶质量较高,具有很高的c轴择优取向,同时发光性能达到相对优化.     

基体温度对碳氮薄膜成分和结构的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法,Ｎ２／ＣＨ４作反应气体,在Ｓｉ（１００）基体上沉积β－ＣＮ化合物。使用Ｘ射线光电子能谱研究了基体温度对碳氮薄膜的成分和结构的影响,结果表明：随着温度的提高,Ｎ／Ｃ原子比迅速提高,ａ－和β－Ｃ３Ｎ４在薄膜中的比例随之提高。     

锂离子在LiMn2O4正极材料中的界面过程

采用交流阻抗法研究了锂离子在LiMn₂O₄正极材料中的界面过程.结果表明：LiMn₂O₄电极的交流阻抗复平面图中高频区的半圆,是由电解液中的锂离子在LiMn₂O₄表面吸附形成表面层的电阻和电容引起的,中频区的半圆是由电极LiMn₂O₄内的电荷转移反应电阻和双电层电容引起的,而低频区的直线则是由锂离子在LiMn₂O₄中的扩散引起的.     

Nanostructured LiMn2O4 and their composites as high-performance cathodes for lithium-ion batteries

Improvement of the energy density and power density of the lithium-ion batteries is urgently required with the rapid development of electric vehicles and portable electronic devices. The spinel LiMn2O4 is one of the most promising cathode materials due to its low cost, nontoxicity, and improved safety compared with commercial LiCoO2. Developing nanostructured electrode materials represents one of the most attractive strategies to dramatically enhance battery performance, such as capacity, rate capability and cycling life. Currently, extensive efforts have been devoted to developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites to further improve the rate capability of lithium-ion batteries for high-power applications. In this paper, recent progress in developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites is reviewed, and the benefits to the electrochemical performance of LiMn2O4-based cathodes by using these electrode materials are also discussed.     

脉冲激光镀膜工艺制备BiFeO3-CoFe2O4多铁性复合薄膜

采用脉冲激光镀膜（PLD）工艺,在Pt（111）/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了柱状结构0.7BiFeO₃-0.3CoFe₂O₄（BFO-CFO）多铁性复合薄膜.在薄膜的沉积过程中,通过自组装生长实现钙钛矿结构BiFeO3和尖晶石结构CoFe₂O₄相的形成以及两相分离.探索了BFO-CFO复合薄膜的生长条件和机制,研究了薄膜厚度对BFO-CFO复合薄膜结构和性能的影响.     

在ITO玻璃衬底上制备钛酸铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Sn的In2O3导电透明薄膜(ITO)衬底上制备了钙钛矿型Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了退火温度对铁电薄膜结构和性能的影响.X-射线衍射分析表明,经650℃和650℃以上温度退火的薄膜为具有层状钙钛矿型结构Bi4Ti3O12的铁电薄膜.在750℃退火20 min得到Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化强度Pr=10μC/cm2,矫顽场Ec=45 kV/cm.     

铋修饰LiMn2O4 锂离子电池正极材料的研究

采用溶胶凝胶法合成了LiMn2O4及其表面Bi修饰材料, 通过聚丙烯酸(PAA)螯合的Bi(NO3)3溶液浸泡LiMn2O4以及煅烧合成了PAA-Bi/LiMn2O4材料. 采用TGA、XRD、SEM、循环伏安和充放电循环研究了3种锂离子电池正极材料的综合性能. 研究表明,Bi修饰的2种LiMn2O4材料电池的循环稳定性均提高. PAA浸泡-煅烧法的优点是避免了杂质Bi2Mn4O10的形成,PAA-Bi/LiMn2O4的首次放电容量损失较少,同时电池的循环稳定性大大提高.     

基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响

采用离子束溅法，在单晶Si（100）基片上制备CNx薄膜。研究了基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响。结果表明：随着基片温度的提高，薄膜生长致密，表面光滑；薄膜硬度逐渐提高，但温度升高到200℃后，硬度增加缓慢。同时，基片温度升高使薄膜中的N含量增加，促进C－N化合物结晶。X射线衍射结果证明在850℃时，薄膜中产生α－C3N4晶相。     

氧浓度和衬底温度对透明导电Cd2SnO4薄膜光学性质的影响

采用射频溅射方法在Ａｒ＋Ｏ２气氛中制备了Ｃｄ２ＳｎＯ４（ＣＴＯ）透明导电薄膜,报道了在不同氧浓度和衬底温度下该膜的透射率、消光系数和折射率随波长变化的情况。研究发现：氧浓度越高,衬底温度越高,则薄膜透射率、折射率越大,而消光系数越低。对这些结果,从ＣＴＯ膜的晶格九,氧空位等角度进行了理论分析。