PET基纳米ZnO膜的溅射沉积及AFM表征

在纺织材料表面进行ZnO镀层处理,能赋予聚合物纤维表面以特殊的光电功能.利用磁控溅射法在PET非织造布表面制备出颗粒均匀、细致、稳定的纳米ZnO薄膜.利用原子力显微镜(AFM)对不同参数下制备的ZnO薄膜表面形貌进行表征,分析了不同溅射加工条件对ZnO薄膜表面形态的影响.     

基于AFM刻蚀的金属氧化物纳米结构构筑

利用原子力显微镜（AFM）接触模式机械刻蚀的方法,在双层金属Pt／Cu电极表面进行纳米结构的构筑,通过分析不同加工参数（针尖上施加的载荷大小,扫描速度,循环次数）对加工结构尺寸的影响,能得到结构尺寸任意控制的纳米图案。通过在空气中自然氧化和选择合适的参数,得到了铂-氧化铜-铂的纳米结构。用导电模式AFM和摩擦力图像对该结构进行了原位检验,发现在加工区域内出现了明显的半导体特征,对应的摩擦力图像同样直观显示出这种结构是由两种不同材料构成。结果表明采用这种特殊的AFM刻蚀方式,可作为加工新型金属氧化物半导体纳米电子器件的重要手段。     

AFM电场辅助纳米加工焦耳热分析

原子力显微镜是一种重要的纳米加工工具,在强电场的辅助下,可以实现凸起或凹陷的纳米结构加工,为纳米器件的制造提供技术支持。电场的使用不可避免地引入了电流,从而使得加工过程中存在焦耳热的影响。原子力显微镜电场辅助纳米主要加工包括阳极氧化与场蒸发沉积两种。阳极氧化加工生成的纳米结构为绝缘物质,该物质阻断阳极氧化加工的进一步进行,因此加工电流随着加工的进行逐渐衰减,焦耳热的影响较小;而场蒸发沉积加工得到的纳米结构为导电物质,所产生的焦耳热可以烧蚀样品表面,形成纳米沟痕。本文通过分析加工中焦耳热的作用,为开展精确的原子力显微镜电场辅助加工提供借鉴。     

铋薄膜的制备及表面显微结构表征

本文利用高真空热蒸发方法,通过调节加热电流、改变蒸发时间和观察石英晶振频率来控制薄膜的生长速度,在硅（111）表面上制备了各种厚度的半金属铋薄膜样品。分别用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了半金属铋薄膜的表面形貌,颗拉尺寸和形状特征。结果表明：只有在适当的沉积时间里,才可以制备出表面平滑、结构致密的薄膜。在薄膜表面可以清晰的看到类三角锥形结构的铋微晶,表明生长得到的铋薄膜的结构具有三角轴择优取向。     

一种测量纳米薄膜厚度的新方法

提出了一种量测纳米薄膜厚度的方法,即根据纳米薄膜与其基底间存在的力学性质上的差异,选用合适的刻划工具,通过对薄膜直接进行刻划,产生划透薄膜且不影响基底的划痕,再运用原子力显微镜扫描,得到划痕区域的微观形貌,由此计算出纳米薄膜的厚度.用该方法对TiO2纳米薄膜进行测量,得到薄膜的平均厚度为71.6 nm,与相关文献报道的用其它方法测得的薄膜厚度值较吻合.作为测量纳米薄膜厚度的又一方法,此法具有适用范围广,厚度图像直观,操作和计算均较为简单,精度较高的特点.     

基于AFM纳米加工机理和方法的研究进展

作者介绍了近期基于AFM纳米加工方法的最新研究进展，探讨了AFM纳米加工过程中的机理，重点分析了利用AFM针尖诱导表面氧化，针尖诱导表面改性，纳米刻蚀加工，纳米化学反应，单分子，单原子操纵及纳米结构组装等6种基于AFM的纳米加工方法，为今后纳米信息产品的研究和开发奠定了基础，纳米加工技术是一门综合性的交叉学科，研究内容涉及到物理学、化学、生物学、材料学以及机械学等许多方面，文中不仅指出了理阶段研究中存在的问题，并提出了今后需要重视的研究方向。     

聚丙烯酸纳米微凝胶的表征

利用原子力显微镜（AFM）对聚丙烯酸纳米微凝胶的形态、结构进行了表征,单体浓度、交 联剂与单体摩尔比对聚丙烯酸微凝胶的粒径都有一定影响,在实验条件下均可得到粒径为20 ～60nm的微凝胶。加入夺氢型光引发剂BP-4进行二次聚合,可以得到大分子纳米凝胶引发剂,其粒径比一次聚合所得微凝胶增大10～20nm;二次聚合时加入N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）可得到50～90nm、表面包覆PNIPAM的纳米凝胶。     

AFM对TiN薄膜和聚酰亚胺微观结构的分析

论述了一种高精度的原子力显微镜AFM．IPC-208B型机在分子形态学方面的应用．以磁控溅射获得的TiN薄膜和普通的聚酰亚胺纤维为例,从原子力显微镜测得的三维图上探析该TiN薄膜的优先生长面及其在优先生长面上的原子排布和聚酰亚胺的表面形态．这种实验不仅鉴定了测试材料的微观形态,也充分肯定了该原子力显微镜原子量级的精度及其在微观结构领域的潜在发展,为该机应用于微加工领域奠定了基础．     

溶胶凝胶法制备平整TiO2薄膜及其表征

以钛酸四丁酯为前驱体，通过溶胶凝胶法制备表面平整、致密的TiO2薄膜，并且通过热重分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、衰减全反射红外线光谱分析仪（ATR—IR）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和接触角测量仪等研究TiO2薄膜的晶相、组成和表面的微观结构、润湿性。利用TiO2薄膜表面部分覆盖的十八烷基三氯硅烷自组装单分子层在紫外光照下的降解来研究其光催化性能，并且用水在该薄膜上的接触角的变化来表征十八烷基三氟硅烷的降解量。研究结果表明：TiO2薄膜具有很低的粗糙度，透明的锐钛矿相薄膜在较弱的紫外光照强度下具有较好的光催化性能，在自清洁和光学薄膜领域有潜在的应用前案。     

AFM纳米操纵中侧向推动力的测量方法

纳米级操纵技术是制造纳米级结构、器件的重要方法之一,同时也是研究纳米粒子之间相互作用的重要手段.该文在运用原子力显微镜的探针操纵碳纳米管的同时,开发了一种纳米级操纵力的同步测量方法.应用该方法,成功测量出了操纵、切割碳纳米管的侧向力信息,从而为研究纳米粒子、基体与操纵工具之间的相互作用提供了最直接的力学信息和实验结果.在此基础上,可以进行初步的纳米设计,研究纳米新材料的力学特性.     

CNx薄膜的制备和表征

采用在纯氮气氛中磁控制溅射高纯石墨靶的方法成功地制备了碳氮薄膜，研究表明，碳氮膜的硬度不仅与薄膜中的氮含量有关，更重要的是与碳氮原子之间的结合状态有关，Ｃ＝Ｎ健有利于薄膜硬度的提高，高溅射功能和高偏压能促进碳氮参键的形成，从而提高薄膜硬度。     

原位氧化制备氧化锌薄膜及其表征

在云母基底上热蒸镀锌膜,再采用简单的原位氧化方法制备氧化锌薄膜.研究发现氧化锌膜上表面具有纳米尺度的丛生珊瑚状结构,而与云母接触的下表面具有圆饼状结构.     

DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法制备了掺V的TiO2薄膜.使用分光光度计、催化反应器和电化学工作站等研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能、光催化性能和超亲水性和电学性能的影响.研究表明溅射时间越长,薄膜紫外光区的透射率越低.3h条件下,在小于400nm区域内,溅射薄膜的透射率已经降至60%以下.退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有较好的光催化性能和超亲水性.掺V使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大,禁带宽度变也为2.88eV.将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V量为0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,其中短路电流从24.82μA增大到了88.15μA.表明电池的综合性能有所提高.     

镓镁锌氧化物透明导电薄膜的制备及其表征

采用磁控溅射方法制备了镓镁锌氧化物(GaMgZnO) 透明导电薄膜,通过 X 射线衍射仪、四探针仪和分光光度计的测试分析,研究了沉积温度对 GaMgZnO 薄膜微观结构和电光性能的影响．结果显示: 所制备的样品均为六角纤锌矿结构的多晶薄膜并具有c轴择优取向生长特点,其结晶质量和电光性能与沉积温度密切相关．当沉积温度为 550 K 时,GaMgZnO 薄膜的晶粒尺寸最大(51.72 nm) 、晶格应变最小(1.11×10^-3)、位错密度(3.73×10^-3line·m^-2) 、电阻率最低(1.63×10^-3 Ω·cm) 、可见光区平均透过率(82．41%) 、品质因数最大(5.06×10² Ω^-1·cm^－1) ,具有最好的结晶质量和光电综合性能．另外采用光学表征方法 获得了薄膜样品的光学能隙, 结果表明由于受 Burstein-Moss 效应的影响,GaMgZnO薄膜的光学能隙均大于未掺杂ZnO的数值．     

特型二氧化钒薄膜的制备及电阻温度系数的研究

采用真空蒸发真空退火的制备工艺,制备出了特定的VO2(B)型薄膜并给出了最佳制备条件,经X射线衍射(XRD)分析及电学参数测试,其电阻温度系数(TCR)值达到-3.4×10-2K-1,无相变和热滞现象.作者还讨论了薄膜电阻温度关系,及其电阻温度系数与晶粒大小、激活能等的关系.     

溶胶—凝胶法制备Cu2ZnSnS4薄膜及其表征

采用溶胶—凝胶法和旋涂技术在FTO玻璃衬底上制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)前驱体薄膜,在氩气氛围中退火后获得Cu2ZnSnS4薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见分光光度计(UV-VIS)对样品进行表征分析结果表明:450℃退火后的样品为纯相的Cu2ZnSnS4,样品的晶粒尺寸较大,禁带宽度接近太阳光谱的禁带宽度.     

弱酸性介质中Silicalite—1分子筛膜的制备与表征

在ＳｉＯ２－ＴＰＡＢｒ－ＮＨ４Ｆ－Ｈ２Ｏ弱酸性氟离子体系中,在玻璃基片上采用水热晶化法制备了Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－１（全硅ＺＳＭ－５）分子筛膜．通过ＸＲＤ,ＳＥＭ分析测试手段对所合成的分子筛膜进行了表征,并对膜合成中硅源,水量等影响因素进行了考察．     

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%.     

有机硅聚合物共混改性环氧树脂水分散液的制备、表征及成膜后的性能

用氨基硅油微乳液与水的原位分散方法,制备了有机硅聚合物共混改性接枝环氧树脂水分散液,采用FT—IR、ATR、TEM以及TGA等对该水分散液的粒子形态、粒径以及成膜后的物理性能进行了表征。实验结果表明：与未改性的水分散液相比,改性水分散液的粒径减小,粒径分布变宽,粘度增大。TEM照片表明：有机硅聚合物在分散过程中被包裹在环氧树脂内部,形成“核-壳”结构的复合颗粒。改性水分散液成膜后的疏水、疏油性能和热性能显著提高,表面能降低。膜的超薄切片TEM照片显示：有机硅聚合物在成膜过程中向表面取向与迁移,FT—IR与ATR的测试结果进一步证实它们在膜的表面富集。