GaN基MSM结构紫外光探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层, 以此为材料, 制作了暗电流很小的金属-半导体-金属(MSM)结构紫外光探测器. 测量了该紫外光探测器的暗电流和360 nm波长光照下的光电流曲线、光响应曲线和响应度随偏压变化的曲线. 该紫外光探测器在5 V偏压时暗电流为1.03 nA, 在10 V偏压时暗电流为15.3 nA. 在15 V偏压下该紫外光探测器在366 nm波长处的响应度达到0.166 A/W, 在365 nm波长左右有陡峭的截止边. 从0~15 V, 该紫外光探测器在360 nm波长处的响应度随着偏压的增加而增大. 详细地分析了该紫外光探测器的暗电流、光电流、响应度随偏压变化的关系.     

GaN金属-半导体-金属紫外光电探测器的研制

用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)方法在蓝宝石衬底上制备了GaN单晶薄膜,并对样品进行X射线衍射和光致发光谱测量.利用GaN样品成功地制备了金属-半导体-金属(MSM)结构GaN紫外光电探测器,并对其I-V特性、光谱响应及击穿电压等性能进行测试和分析.结果表明,探测器在-5 V偏压下的光电流与暗电流之比大于400倍;探测器光响应在352 nm附近达到响应峰值,并在364 nm附近出现截止,即具备可见盲特性;器件的光响应度最好达0.21A/W.     

离子注入制备锐钛矿型Fe:TiO2薄膜紫外光、可见光和自然光催化效果研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米Ti O2薄膜,然后用金属蒸汽真空弧(metal vapour vacuumarc,MEVVA)离子注入机注入从6×1015~6×1016cm24种注量的Fe离子,制备复合纳米Fe:Ti O2薄膜.用UV-Vis透射光谱和XRD对催化剂进行了表征.对薄膜在紫外光、可见光和自然光下降解甲基橙的光催化脱色效果进行了研究.     

V+离子注入制备可见光灵敏TiO2光催化薄膜

利用金属蒸汽真空弧(MEVVA)源离子注入机在溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜上注入V .薄膜表面的形态和结构分别用扫描电子显微镜(SEM)和X光衍射仪(XRD)进行了研究.通过紫外可见光漫反射谱仪(UV-Vis)测量了注入和退火后薄膜吸收光谱的扩展.在波长λ>400nm辐照下,甲基橙(MO)水溶液中的光催化实验证明,这种薄膜具备可见光波段的催化能力.这种催化效果在V 注量为1×1016 cm-2时最好.     

涂覆纳米TiO_2薄膜的自洁玻璃研究

采用溶胶-凝胶法,并用浸渍提拉技术制备了涂覆纳米TiO2薄膜的自洁玻璃.通过热分析讨论了凝胶的转变过程.对比了自沽玻璃的亲水性.研究了该样品的光催化性能.研究表明,干凝胶的最佳热处理制度为升温速度为12℃/h,450℃时保温1h;镀膜6次的试样具有最好的光催化能力;样品在日光照射下也具有良好的亲水性和一定的自洁性能,但是,在可见光(不含紫外线)的照射下,没有体现出明显的亲水性和自洁性能.     

氧化钛和铁酸锌复合薄膜的制备和表征

为了提高氧化钛对可见光的响应,改善其在阴极防护方面的应用,利用液相沉积法在含Zn2+溶液中原位水热转化相结合的新方法,在不锈钢和玻璃表面合成了纳米氧化钛和铁酸锌复合薄膜。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对薄膜的物相和表面形貌进行表征,通过可见-紫外光光度计(UV-vis)测定其光响应范围已拓展到可见光区,用IM6e电化学工作站测定其光生电位负于不锈钢的自腐蚀电位。     

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。     

BiFe0.98-xTi0.02ZnxO3薄膜结构与压电性能

采用金属有机分解法在ITO/玻璃衬底上制备出晶粒尺寸均匀且致密的BiFe0.98-xTi0.02ZnxO3薄膜。XRD结果表明,掺入适量Zn2+有助于薄膜(012)取向晶粒的生长。压电原子力显微镜测试结果显示,BiFe0.965Ti0.02Zn0.015O3薄膜具有最大的压电常数d33(123 pm/V),比BiFe0.98Ti0.02O3薄膜压电响应提高50%。     

TiO2纤维薄膜的制备及其光电催化性能的表征

该文采用水热法一步制备TiO2纤维薄膜电极,并在可见光下利用制备的该TiO2纤维电极对甲基橙溶液(MO)进行光电降解实验研究,对制备的薄膜进行XRD、SEM等材料学表征和光电流(I-t)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等电化学相关表征.实验结果表明,TiO2纤维薄膜能够在碱性水热环境下形成于钛片表面,并在模拟太阳光和可见光条件下均具有很好的光电效应.在外加+0.5 V电压并在模拟太阳光或可见光照射时能够分别在30min和60min内达到对MO溶液100％和86％的降解效果.     

ZnIn2S4薄膜喷雾热分解制备及其光电化学性质

以ZnCl2、InCl3·4H2O和(NH2)2CS为原料,采用喷雾热分解方法在ITO玻璃上制备了高质量的ZnIn2S4薄膜,使用X射线衍射仪、扫描电镜和分光光度计对制备的薄膜进行了结构、形貌和光学性质的表征,利用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对制备的立方相ZnIn2S4进行了能带结构计算,并采用锁相放大技术研究了ZnIn2S4电极的光电流作用谱图.结果表明:使用喷雾热分解方法能够制备结晶完好、无针孔的ZnIn2S4薄膜,制得的薄膜呈立方相,在可见光区(λ＞420nm)有很好的光吸收;薄膜为间接带隙半导体,价带最高轨道由S3p In5p构成,导带最低轨道由S3p In5s轨道构成,作为光电极使用可有很好的光电化学响应,在0.1 mol/L Na2SO3和0.1mol/L Na2S的混合电解质溶液中,0.3 V电极电势下400 nm处的光电转换效率(IPCE)达到了30%以上.     

纳米SnO2/TiO2半导体薄膜电极的制备及其光电响应性能

采用化学沉积和电镀的方法在ITO导电玻璃表面制备SnO₂/TiO₂纳米半导体薄膜电极,用SEM,XRD进行了物性表征,并用光电流时间曲线、循环伏安法研究了薄膜电极光电流响应随时间、电压的变化情况。研究结果表明,SnO₂的掺杂有助于TiO₂薄膜表面产生的气孔孔径增大,数量变多。此法可制备具有多孔、粒径小于100nm的纳米SnO₂/TiO₂半导体薄膜电极。与纯纳米TiO₂薄膜电极相比,在光照条件下SnO₂的掺杂使得复合薄膜电极在阳极峰电位下的阳极峰电流的响应程度明显大于纯纳米TiO₂薄膜电极响应程度,有利于提高光生载流子的运输和分离效率,并从机理上阐述了光电流响应的提高归因于不同能级半导体之间的耦合效应。     

Dawson型多金属氧酸盐-双氢氧化物超薄膜的合成

通过层接层方法制备了基于剥离的锌钛双氢氧化物单层和典型的Dawson型多金属氧酸盐阴离子α-P_2W_(18)O_(62)~(6-)(P_2W_(18))间作用的新型超薄膜.采用UV/DRS、XRD、FT-IR、ICP-AES和SEM方法对样品的结构和形貌进行了表征.结果表明,P_2W_(18)的结构在超薄膜中未发生改变,超薄膜的厚度在纳米范围,表面形貌完整有序均匀.以制备的超薄膜为光催化剂测试了对偶氮类染料刚果红(CR)的可见光催化降解活性.超薄膜表现出比纯Dawson型多金属氧酸盐阴离子高得多的催化活性,主要归因于剥离的锌钛双氢氧化物单层和金属氧酸盐阴离子的强化学作用对其可见光光响应能力的提高.     

射频磁控溅射制备CuAlO_2薄膜及性能表征

利用Al(OH)3和Cu2O高温固相反应烧结制备的靶材,采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备非晶CuAlO2薄膜.薄膜的表面均匀,颗粒大小约为50 nm,可见光范围内透射率为60%,平均折射率达2.0,直接带隙为3.86 eV.随着在紫外光源下曝光时间的增加,薄膜的接触角从96.3°减小到87.5°,薄膜仍呈现出良好的疏水性.     

竖直向上式喷雾热分解法制备ZnO薄膜及衬底温度对其性能的影响

以醋酸锌水溶液为前驱体溶液,使用CQUT USP-Ⅱ型双源超声热解喷涂薄膜制备系统在玻璃衬底上制备得到了温度在350℃到450℃范围内的ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计测试了薄膜的晶体结构和光学性能,着重考察了衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响.结果表明:温度对薄膜质量的影响较大;制备的ZnO薄膜为六角铅锌矿结构,400℃时薄膜结晶性能好,沿c轴择优取向生长;所制备的薄膜在可见光区透过率高达86%以上,在紫外光区吸收强烈;最后,用Tauc关系计算了薄膜温度在350℃到450℃范围内的帯隙能量.     

等离子体增强技术在镀铜玻璃衬底上低温制备GaN薄膜

以三甲基镓(TMGa)和氮气(N_2)分别作为镓和氮反应源,采用电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术在镀铜玻璃衬底上沉积出氮化镓(GaN)薄膜,采用高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)测试手段,表征分析TMGa流量对GaN薄膜的结晶性能、光学性能及表面形貌特性的影响。结果表明,TMGa流量对所制备的薄膜性能的影响很大, TMGa体积流量为1.4 mL/min时,GaN薄膜具有较强的c轴择优取向和良好的表面光滑度,晶粒较大且均匀,室温PL光谱显示在354 nm处有较高强度的光致发光峰,因带隙调制而产生光学带隙的蓝移。     

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以硝酸锌溶液为电解液,采用电化学沉积方法,在导电玻璃(ITO)上制备ZnO薄膜.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的ZnO薄膜结构和形貌进行表征,并研究薄膜的光电性能.结果表明,通过该方法制备的ZnO具有标准的六方纤锌矿纳米柱状结构,沉积电位为-0.75、-0.80、-0.85 V时,制备的ZnO纳米柱的直径分别为250、400、500 nm,禁带宽度分别为3.12、3.27、3.29 eV,光电流密度分别为1.18、1.07、0.89μA.cm-2.     

沉积电位对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以硝酸锌溶液为电解液,采用电化学沉积方法,在导电玻璃(ITO)上制备ZnO薄膜.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的ZnO薄膜结构和形貌进行表征,并研究薄膜的光电性能.结果表明,通过该方法制备的ZnO具有标准的六方纤锌矿纳米柱状结构,沉积电位为-0.75、-0.80、-0.85 V时,制备的ZnO纳米柱的直径分别为250、400、500 nm,禁带宽度分别为3.12、3.27、3.29 eV,光电流密度分别为1.18、1.07、0.89μA.cm-2.     

高钙粉煤灰应用于玻璃陶瓷材料探索研究

本文选用了两种高钙粉煤灰,在无任何添加剂条件下,研究其直接应用于玻璃陶瓷材料的可能性。运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法对基础玻璃以及热处理样品进行了分析研究。DTA结果表明,基础玻璃的升温过程有明显的晶化放热峰,XRD结果表明经热处理后两种基础玻璃均得到以钙长石为主要晶相的玻璃陶瓷材料,SEM图中可以看到明显且均匀的钙长石晶体,因此由高钙粉煤灰直接制备玻璃陶瓷材料是可行的。     

电子束蒸发制备的ZnS薄膜的物相结构和光学性能

用电子束蒸发法在不同衬底温度下制备了厚度为100nm左右的ZnS薄膜,利用X射线衍射(XRD)、紫外—可见光分光光度计(UV-vis Spectrophotometer)研究了ZnS薄膜的晶体结构、光学性能,分析了衬底温度对ZnS薄膜结构与光学特性的影响.结果表明:不同衬底温度下制备的ZnS薄膜均具有闪锌矿结构(111)面择优取向生长的特征;衬底温度为200℃时制备的ZnS薄膜的(111)晶面衍射峰最强,半高宽最小,晶粒最大;制备的ZnS薄膜对可见光有良好的透过性,由于量子尺寸效应,电子束蒸发制备的ZnS薄膜光学带隙大于ZnS粉末的带隙.     

氧氩比对ZnO薄膜微观结构及光电特性的影响

采用JGP300型超高真空磁控溅射系统,在蓝宝石(Al_2O_3)、p-Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV)、原子力显微镜(AFM)分析了氧氩比对ZnO薄膜晶体结构、光学特性和表面形貌的影响。测试结果表明:ZnO薄膜均为单一六方纤锌矿结构,且均表现出c轴择优取向。随着氧氩比的减小,ZnO(002)衍射峰强度增大,衍射峰半高宽(FWHM)减小。氧氩比为1∶4条件下制备的ZnO薄膜结晶质量较好。随着氧氩比的增大,ZnO薄膜表面粗糙度先增大后减小。在可见光范围内(波长400～700 nm),氧氩比为3∶2条件下制备的ZnO薄膜,平均透过率超过70%。