椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在380nm"2300nm宽光谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.结果表明:样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差(MSE)比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线.测量结果对ZrO2薄膜的薄膜设计和多层膜的制备有一定参考价值.     

MgB2超导体的相图及其对薄膜制备的指导作用

MgB2适合于制备约瑟夫森结,在超导电子学领域有很好的应用前景。制备高质量的MgB2薄膜至关重要,应用Mg-B/Mg-B-O体系的相图指导MgB2薄膜生长意义重大。总结MgB2相体系及相关系,详细对比分析Mg-B/Mg-B-O体系的热力学相图,总结分析富氧区杂项MgO的生成机理及其对MgB2薄膜质量和性能的影响,研究分析有氧体系下Mg-B/Mg-B-O热力学相图对MgB2薄膜材料制备生长的指导意义,探讨HPCVD环境下采用原位生长技术制备MgB2超导薄膜时热力学相图的指导作用及相关制备工艺。     

TiO2/SrTiO3复合薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶旋涂法制备多孔结构的TiO2/SrTiO3复合薄膜,研究TiO2/SrTiO3异质结薄膜结构对光催化性能的影响,并采用XRD、SEM等测试手段对样品的结构和形貌进行表征.结果表明:TiO2/SrTiO3复合薄膜的光催化效率高于单一的TiO2薄膜或SrTiO3薄膜,薄膜的结构组成对复合薄膜的光催化效果影响很大.采用"四层SrTiO3及一层TiO2"的结构组成时,复合薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化效率最高,2h降解率为72.1%.     

可应用于四结砷化镓太阳电池的ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜的结构设计

在采用磁控溅射方法分别制备单层ZnS、MgF_2、SiO_2薄膜及表征其折射率基础上,以折射率逐渐减小的三层结构(HML结构)思想,采用TFC光学薄膜软件,设计并模拟了可用于四结砷化镓(GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs)太阳电池的三层ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜系.并分析模拟了窗口层厚度、各膜层厚度和折射率以及光入射角对有效反射率的影响.结果表明:窗口层厚度、SiO_2的折射率和ZnS膜层厚度对有效反射率R_e的影响最为显著;在350~1 800nm宽波段,当窗口层厚度为83nm,膜系厚度分别为57nm、37nm和88nm,且光入射角为0°时,有效反射率Re最小可达3.38%.     

ZnO/TiO2复合薄膜的制备及其光学性能的研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备ZnO、TiO₂多层复合薄膜.测试手段采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分别对薄膜的结构、形貌和光学性能进行表征.研究固定浓度的ZnO在不同浓度的TiO₂上进行叠涂的复合薄膜的光学性能.实验分别制备浓度为0.45 mol/L/0.45 mol/L、0.45 mol/L/0.55 mol/L、0.45 mol/L/0.65 mol/L、0.45 mol/L/0.75 mol/L的ZnO/TiO₂双层膜.实验再进一步研究,在双层膜性能最好的薄膜的浓度基础上增加薄膜层数,制备TiO₂/ZnO/TiO₂3层膜.结果表明：浓度为0.45 mol/L/0.55 mol/L的双层ZnO/TiO₂复合薄膜的结晶质量好,吸光度较强,禁带宽度值为3.39 eV.将ZnO和TiO₂薄膜复合后,会产生一个新的杂质能级,电子跃迁时能量增加,载流子迁移速度降低,禁带宽...     

磁控溅射制备多孔柱状晶ZrO2薄膜

采用反应磁控溅射倾斜沉积(GLAD)的方法制备了多孔柱状晶的ZrO2薄膜,研究了不同沉积角和靶基距对薄膜结构和光学性质的影响.结果表明,倾斜沉积的ZrO2薄膜具有倾斜的柱状结构,柱状晶之间存在空隙(宽度小于100nm),平均晶粒大小约为10nm.沉积角大小的改变在一定程度上可以改变ZrO2薄膜中某些晶粒的取向.增大沉积角和增加靶基距均可使薄膜的折射率减小、孔隙率增大、沉积速率减小,不同的是增大沉积角会增大柱状倾斜角,而增加靶基距会减小柱状倾斜角.沉积角为75°时可制备出折射率为1.56、孔隙率为41.7%的ZrO2薄膜.     

400-1100nm波段用于格兰泰勒棱镜减反射膜的研制

为提高格兰泰勒棱镜的透射率和使用带宽,研究了400-1100nm超宽带减反射膜的设计、制备．利用数值优化技术设计了多层膜;采用沉积Al2O3为过渡层的方法,提高了薄膜和晶体的附着力．用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜．采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率．测量结果表明平均剩余反射率均小于1．7％．测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好．     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

SmCo5硬磁薄膜的制备研究

以Cr层为底层和保护层,采用直流共溅射的方法在Si基片上制备了Cr(80 nm)/SmCo5(300nm)/Cr(8 nm)薄膜,并对样品进行550℃保温30 min的退火,然后分别利用EDX射线能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计分析研究了退火前后SmCo5薄膜样品的成分、结构、表面形貌、磁学性能及其变化规律.结果表明:在10-4Pa真空环境下,SmCo5薄膜在550℃退火,保温30 min后具有较好的硬磁性能,矫顽力Hc为1 738 Oe.     

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%.     

椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

摘要：为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在300nm?2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度。结果表明：样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差（MSE）比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线。该研究结果对应用ZrO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值。     

分步催化制备纳米SiO_2减反射膜的性质与结构研究

以正硅酸乙酯和市售硅溶胶为硅源,通过溶胶凝胶法在不同催化条件下制备多孔SiO2减反射膜层,测算了膜层的光学性质及孔隙率,讨论了膜层孔隙构造方式对膜层牢度和耐受性等实用性能的影响.根据讨论结果,采用碱/酸分步催化并引入醇溶性树脂等助剂以改善膜层结构.在光伏玻璃工业辊涂镀膜设备上应用,镀膜光伏玻璃成品的有效透射比达93.7%,且镀膜面外观、膜层牢度及耐受性等皆复合目前相应产品标准的要求.     

基于分层法模拟光学薄膜的导纳轨迹图

采用分层法与传输矩阵法,从理论上模拟了双层减反膜、3层减反膜以及周期性多层膜的导纳轨迹图,并且分析了减反膜与具有高反射率的周期性多层膜的导纳轨迹图特性.结果表明,减反膜的导纳图终点接近于导纳轨迹图实轴上与入射介质导纳值相同的点,而周期性高反膜的导纳图终点却接近于实轴上0点或无穷大.     

TiN-MOS2/Ti复合薄膜的摩擦性能

采用纳米复合非平衡等离子体镀膜方法制作了应用于月球车活动关节的新型TiN-MoS2/Ti复合润滑薄膜,通过SEM、XPS等对复合薄膜的微观结构和成分进行了分析,并进行了耐磨和抗潮湿性能试验。研究结果显示,与传统多层膜结构相比,TiN-MoS2/Ti新型复合膜的钻孔数从278个提高到356个;潮湿储存10d后,其耐磨性能与多层膜相比,提高了2.5倍。因此,通过优化制备工艺及加入Ti添加剂等方法可以有效提高月球车活动关节处润滑薄膜的耐磨和抗潮性能。     

超细晶钛酸钡基储能陶瓷的性能与微观结构

利用水基化学包覆法在纳米钛酸钡粉体包覆氧化铝、二氧化硅和氧化锌等物质,并通过两段式烧结法制备了平均晶粒尺寸120 nm的超细晶钛酸钡基储能陶瓷.包覆层的存在抑制了晶粒生长和异常晶粒长大,同时将陶瓷的交流击穿场强大幅提高至150 kV·cm-1以上,储能密度达到0.829 J·cm-3.电子能量损失谱显示,包覆掺杂的元素明显偏聚于陶瓷晶界,形成具有芯-壳结构的晶粒.而高温阻抗谱的测试和拟合结果则进一步解释了陶瓷性能改善的原因.虽然此超细晶陶瓷的储能密度并不十分突出,但其晶粒细小均匀、烧结温度低,因而可用于制备多层陶瓷电容器,从而大幅提高储能密度,这是常见的储能陶瓷无法实现的.     

液相沉淀法制备碳纤维/二氧化锡复合材料及其相关性质

对碳纤维表面进行修饰,通过低温液相沉淀法制备碳纤维/二氧化锡复合材料。针对这种核壳结构提出成核以及生长模型。研究退火温度以及反应物SnCl2浓度对复合物的结构、形貌以及光学性质的影响。结果显示:随着反应物SnCl2浓度的提高,包覆得到改善。当SnCl2浓度为0.05 mol/L时得到的包覆最好,相应的二氧化锡壳层厚度约为250 nm。样品的荧光光谱表明:具有位于450~700 nm之间,峰值为583 nm的黄光。结合对退火样品的荧光光谱的研究得出宽的黄光发射峰可能归于氧空位。     

钝化硅太阳电池减反射膜的研究

从多层膜系在某一波长的反射率的计算原理和计算方法入手，采用等效分界面和权重反射率Ｒｗ的概念，给出了多层膜系优化的普适方法．具体计算了钝化太阳电池（含ＳｉＯ２钝化层）的单层减反射膜和双层减反射膜的优化设计，给出了常用减反射材料的最佳膜厚值，并得出结论：双层膜的减反射效果优于单层膜，平面双层减反射膜的权重反射率Ｒｗ小于６％，加微槽结构后降至２％以下（ＳｉＯ２钝化层厚度为２５ｎｍ）．     

TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜及其表征

TiO₂作为一种重要的催化剂,在石油化工方面有重要的应用,特别是煤基合成油和超深度脱硫中的优越性受到注目。同时TiO₂还是重要的白色颜料,为了提高TiO₂的应用性能,对TiO₂颗粒进行了SiO₂纳米膜的表面包覆改性。采用精确控制pH值的连续法在TiO₂颗粒表面包覆了SiO₂的纳米层,并进行了TEM、HRTEM、EDS、XPS、ICP和光学性质表征。证明了SiO₂在TiO₂颗粒表面形成了一层连续的纳米膜,厚度大约为3.5～4.0nm,SiO₂凝胶纳米膜比较致密,没有未包膜上的絮状物,而且TiO₂是单颗粒分散,没有发生多个颗粒被包膜在一起的现象。XPS证明SiO₂凝胶在包膜后的TiO₂颗粒的表面为物理包覆。用SiO₂包膜后,样品的光学性质有了明显的提高,同时改变了样品在不同介质中的分散性质,在水性介质中分散性能提高到93.0％。这种表面处理后的TiO₂可以作为一种催化剂用于煤基合成油和超深度脱硫中。     

透紫外隔热银基复合多层膜的结构设计和光学性能

综合分析材料的能带结构及内光电效应,利用金属膜诱导透射定理设计并制备了几种透紫外隔热纳米多层膜.该多层膜系具有较高的近紫外透过率和优异的红外反射性能,在紫外固化的应用峰值365 nm处透射率高达80%,而对于波长在1 600 nm的红外波段反射率超过了90%,可用于紫外固化中有害热量的防护,提高固化质量.采用传统的真空蒸镀工艺获得较好膜层质量,膜系采用非晶TiO2与金属Ag交替生成TiO2/Ag/TiO2三明治结构.对比分析了膜层结构对其光学性能的影响,并利用变角椭圆偏振仪(VASE)分析了多层膜的界面。结果表明,Ag/TiO2界面明晰,无过渡层和界面反应层.