调制比对TC4/ZrB_2多层膜结构和机械性能的影响

为研究不同调制比对TC4/ZrB_2(tTC4∶tZrB_2)纳米多层膜结构和机械性能的影响,采用磁控溅射镀膜技术在Si基底上设计制备了一系列具有不同调制比(tTC4∶tZrB_2)的TC4/ZrB_2纳米多层薄膜,利用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕系统对多层膜的晶体结构、断面形貌、硬度、弹性模量和膜基结合情况进行测量,并通过退火处理对多层膜的热稳定性进行分析.结果表明:界面的扩散和畸变抑制了两调制层的结晶生长,使多层膜呈非晶结构.在tTC4∶tZrB_2为1∶5时,多层膜的硬度和弹性模量均达到最大,分别为22.40 GPa和263.11 GPa.在550℃退火后,多层膜硬度增加约2.6GPa.分析认为,两材料的模量差和界面处形成的交变应力场强化了材料的硬度,而混合界面的存在增强了多层膜的高温稳定性能.     

钯取代磷钨杂多酸/聚酰胺-胺复合膜的制备及电催化性能

通过层层静电自组装法在基底上原位制备了钯取代Keggin型磷钨杂多酸/聚酰胺-胺多层膜修饰电极.利用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对多层膜的组成和表面形貌进行了表征.结果表明,经杂多酸阴离子和聚酰胺-胺交替组装形成的多层膜生长均匀且表面平整.用循环伏安法研究了多层膜的形成过程及电化学性能.测试结果表明:多层膜在0.4～-0.6V电位范围内出现一对归属于Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅰ)的氧化还原峰,该峰随pH值和扫描速率的改变而发生一定程度的形变;在pH=4的缓冲溶液中,多层膜修饰电极的稳定性良好且对BrO3-和H2O2的还原反应表现出良好的催化活性.     

多层纳米反应器原位电化学还原制备CTS-Ag/PSS复合膜

采用层层静电自组装的方法将壳聚糖-Ag+(CTS-Ag+)和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在基底上,然后用电化学方法将纳米薄膜表面的Ag+离子还原为单质Ag,构筑了CTS-Ag/PSS纳米复合薄膜。通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安(CV)等手段对纳米复合薄膜的组装、结构、表面形貌和光学性能进行了测试分析。UV-vis结果显示复合膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大,呈良好的线性关系,表明多层膜是均匀组装的;FESEM图形显示膜表面有一定的粗糙度;XPS结果证实了复合膜上有Ag生成,CV结果表明多层膜对氧还原有较好的电催化活性。     

不同调制周期对TiN/Ag多层膜结构与性能的影响

为研究不同调制周期对TiN/Ag多层膜结构和性能的影响,采用电弧离子镀技术在Si(100)、不锈钢和高速钢基底表面沉积TiN/Ag多层膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、XP-2台阶仪、维氏硬度计和摩擦磨损仪研究不同调制周期对TiN/Ag多层膜表面形貌、微观结构、厚度、显微硬度和摩擦系数的影响,并采用大肠杆菌实验对多层膜的抗菌性能进行研究.结果表明:TiN/Ag多层膜为面心立方结构,膜层由TiN和Ag交替组成,不存在其他杂相,多层膜具有TiN(111)晶面和Ag(111)晶面择优生长;随着调制周期的减小,多层膜表面更加平整、光滑,硬度逐渐增大,最大达到1 150.5 HV,摩擦系数先增大后减小,最小为0.189,抗菌性能逐渐减弱.     

基底预处理对水热法制备SnO2纳米阵列生长的影响

采用水热法,在磁控溅射铺膜后的ITO-基底(MST-基底)上制备出取向一致的SnO2纳米线阵列.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对制备的纳米线阵列进行了表征.考察了不同的基底铺膜方式和退火温度对产物形貌、尺寸和取向性的影响.结果表明,不同的基底铺膜方法对产物的形貌和尺寸有较大的影响:在磁控溅射法铺膜的基底上生长出SnO2纳米线阵列;在旋涂法铺膜的基底上生长出SnO2纳米棒阵列;在未铺膜基底上生长出SnO2纳米颗粒薄膜.另外,退火温度对生长在磁控溅射铺膜基底上的产物的取向性有较大的影响,随着退火温度的升高,产物的取向性增强.     

NdFeB基底温度对TiN防护膜耐腐蚀性的影响

在钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体腐蚀防护过程中,针对基底温度对TiN防护膜防护效果影响较大的问题,采用磁控溅射技术在NdFeB永磁体表面沉积TiN防护膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、电化学检测及永磁无损检测等手段对样品进行表征,分析基底温度对TiN膜微观结构及腐蚀防护性能的影响.结果表明:基底温度对TiN薄膜性能影响较大,温度的升高有助于晶粒生长,TiN(111)晶面取向更加明显;腐蚀测试结果显示基底温度300℃时耐腐蚀性最强,但磁性能损失最大.基底温度在100℃时TiN膜层的耐腐蚀性能较强,磁性能损失较小,对基底具有最佳的防护效果.     

TiN/Si3N4界面结构对Ti-Si-N纳米晶复合膜力学性能的影响

采用多层膜模拟的方法研究了Ti-Si-N纳米晶复合膜中Si3N4界面相的存在方式,以探讨纳米晶复合膜的超硬机制。研究结果表明：Si3N4层厚对TiN／Si3N4多层膜的微结构和力学性能有重要影响。当Si3N4层厚小于0．7nm时,因TiN晶体的“模板效应”,原为非晶态的Si3N4晶化,并反过来促进TiN的晶体生长,从而使多层膜呈现TiN层和Si3N4层择优取向的共格外延生长。相应地,多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别为34．0GPa和352GPa．当层厚大于1．3nm后,Si3N4呈现非晶态,多层膜中TiN晶体的生长受到Si3N4非晶层的阻碍而形成纳米晶,薄膜的硬度和弹性模量亦随之下降。由此可得,Ti-Si-N纳米晶复合膜的强化与多层膜中2层不同模量调制层共格外延生长产生的超硬效应相同。     

催化剂、基底对ECR-CVD法制备碳纳米管的影响

采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD),CH4和H2为气源,分别以Fe3O4,Co纳米粒子及Fe(NO)3溶胶为催化剂在多孔硅基底上制备了碳纳米管;在Si(111)和石英基底上以Fe3O4纳米粒子为催化剂实现了碳纳米管的生长·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、尺寸及结构进行表征·讨论了催化剂和基底对碳纳米管形貌、密度和取向性的影响·结果表明:催化剂影响碳纳米管的成核密度和生长速度,基底通过影响催化剂的特性和分布均匀性,对碳纳米管的形貌和生长模式产生重要影响,以Fe3O4为催化剂在多孔硅上实现了碳纳米管的最优定向生长·     

金刚石膜微结构分析

对在Si(100)基底上利用化学汽相沉积(CVD)法制备的金刚石膜，采用X—射线衍射(XRD)技术和正电子湮没谱学(PAS)原理进行了有关物相成分和微结构的测量分析．研究发现，在金刚石膜中微观缺陷的产生取决于薄膜生长过程的控制和基底表面局域生长环境的条件差异．结果表明，金刚石膜体和表面的结晶、微晶和非晶结构与正电子谱分析的3种正电子态相符合．     

AZ31镁合金表面通过Na2 EDTA诱导羟基磷灰石膜层的形成及腐蚀行为

由于Na2EDTA有六个配位原子,可以和Ca,Mg等离子形成稳定的水溶性络合物,可以控制整个反应体系的反应速度。以Ca(OH)2和NaH2PO4为前驱物,通过Na2EDTA辅助诱导在AZ31轧板上制备羟基磷灰石(HA)纳米片膜层;用XRD、HRTEM、FE-SEM、EDS等手段对膜层的结构和形貌进行了表征,结果证实膜层是由厚度为96μm的结晶性良好HA纳米片组成;讨论了Na2EDTA辅助诱导生成HA的反应机理。质量分数为0.9的NaCl溶液的电化学测试结果表明,实验所得的HA膜层相对于基体自腐蚀电位正移,进一步地证实HA膜层可以有效地防护镁合金基底。     

聚乙烯吡咯烷酮/聚苯胺自组装超薄膜的制备研究

利用聚乙烯吡咯烷酮(PVPon)与聚苯胺(PAn)间的氢键作用为驱动力通过层层自组装技术(LBL)构建了(PVPon/PAn)多层超薄膜.分别利用紫外-可见光谱、红外光谱、原子力显微镜、扫描电镜、X射线反射等对该自组装多层膜的沉积过程、吸附动力学、成膜驱动力、形貌、结构等进行了研究,结果表明,PVPon/PAn氢键自组装多层膜结构有序,表面粗糙度小.     

多层金刚石薄膜制备工艺和应力分析研究

采用热丝化学气相沉积方法,优化金刚石薄膜制备工艺。通过改变甲烷浓度成功制备出厚度均匀的多层金刚石薄膜,实现了多种调制周期的金刚石薄膜制备,调制周期最小至100 nm。通过拉曼光谱和X射线衍射方法对单层以及多层金刚石薄膜进行应力分析,发现单层结构中,微米金刚石薄膜应力最大,随着金刚石晶粒尺寸的减小,薄膜应力减小;多层金刚石薄膜结构中,微米层与纳米层均匀交替生长,有效地降低了薄膜应力,有利于提高金刚石薄膜在应用中的稳定性。     

Photoresponse and carrier transport of protocrystalline silicon multilayer films

Alternating multilayer films of hydrogen diluted hydrogenated protocrystalline silicon (pc-Si:H) were prepared using a plasma-enhanced chemical vapor deposition technique.The microstructure of the deposited films and photoresponse characteristics of their Schottky diode structures were investigated by Raman scattering spectroscopy,Fourier transform infrared spectroscopy and photocurrent spectra.Microstructure and optical absorption analyses suggest that the prepared films were pc-Si:H multilayer films with a two-phase structure of silicon nanocrystals (NCs) and its amorphous counterpart and the band gap of the films showed a decreasing trend with increasing crystalline fraction.Photocurrent measurement revealed that silicon NCs facilitate the spatial separation of photo-generated carriers,effectively reduce the non-radiative recombination rate,and induce a photoresponse peak value shift towards the short-wavelength side with increasing crystallinity.However,the carrier traps near the surface defects of silicon NCs and their spatial carrier confinement result in a significant reduction of the diode photoresponse in the longwavelength region.An enhancement of the photoresponse from 350 to 1000 nm was observed when applying an increased bias voltage in the diode,showing a favorable carrier transport and an effective collection of photo-generated carriers was achieved.Both the spatial separation of the restricted electron-hole pairs in silicon NCs and the de-trapping of the carriers at their interface defects are responsible for the red-shift in photoresponse spectra and enhancement of external quantum efficiency.The results provide fundamental data for the carrier transport control of high-efficiency pc-Si:H solar cells.     

Effect of density of hydrogen-bonding donor on hydrogen-bonded multilayer buildup

The effect of density of hydrogen-bonding donor （HBD） on the formation of layer-by-layer assemblies of poly（4-vinylpyridine） and poly（4-vinylphenol） was investigated. For this purpose, a series of ethyl-substituted poly（4-vinylphenol） （EsPVPhf） with variable ethyl substitute percentage was synthesized by grafting the phenol moiety along the poly（4-vinylphenol） backbone with 1-bromoethane. UV-vis spectroscopy revealed a uniform deposition process of the hydrogen-bonded multilayer consisting of poly（4- vinylpyridine） （PVPy） and EsPVPhf with variable density of HBD. Notably, it was found that increasing the HBD density of EsPVPhf resulted in a marked decrease of both amount of polymers adsorbed and film thickness, which should be related to the EsPVPhf conformation change from coiled state to extended conformation in ethanol solution. Compared with the effect of charge density in polyelectrolyte multUayer, however, there does not exist a critical density of HBD in our case of hydrogen-bonded multilayer assembly. In addition, surface structures of PVPy/EsPVPhf multilayer films also can be tailored controllably by adjusting HBD density of EsPVPhf. As a result, a new method for tuning the structure of hydrogen-bonding-directed multilayer films was developed.     

Nanotribological behaviors of in situ nanoparticles doped molecular deposition films

The molecular deposition films of poly （diallyl dimethylammonium chloride） （PDDA） and poly （acrylicacid） （PAA） with Cu2＋ on quartz and glass substrates were prepared in laboratory first, then different bilayers films were dipped into fresh Na2S aqueous solution. As a result, CuS nanoparticles were fabricated in multilayer molecular deposition films in situ. The structure and nanotribological properties of the composite films were analyzed by ultraviolet-visible （UV-visible） spectroscopy, XPS and atomic force microscope （AFM）. It was found that the CuS nanoparticles were homogeneously distributed throughout the whole film. And these films had a much smaller friction force than their substrates and higher antiwear life than pristine PDDA/PAA molecular deposition films. The fluctuation and variation trend of the topography, hardness, and friction with the AFM indentation length were also investigated.     

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响研究

摘要：采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响.结果表明：多层薄膜中的Ti出现（101）面,TiN的（200）面衍射峰强度在基底温度为600℃时为最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。     

MPA包覆的银纳米粒子修饰电极制备和电化学表征

运用自组装和电化学组装法,将MPA包裹的银纳米粒子修饰到金电极表面,制备成银纳米粒子单层和多层膜修饰电极. 循环电压-电流和电化学阻抗谱测定结果表明:以MPA包覆的银纳米粒子修饰电极的氧化电位明显负移,显示出银纳米粒子具有更高的活性. 以0.5mmol/L的K3[Fe(CN)6]溶液为检测体系,电化学阻抗谱测试得出电极表面对探针分子的阻碍作用有所增加. 循环电压-电流结果表明:与单层膜修饰电极相比,多层膜修饰电极的峰电流显著增加.     

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.     

Multilayers Assembly of DNA Probe for Biosensor

IntroductionThere are many kinds of biosensors for detectingthe interactions of protein-protein,protein-DNAand enzyme-substrates.Surface plasmon resonance(SPR) biosensor is one of the importantdetectingtechniques.The analytical system is based on asensor chip that uses SPR to monitor theinteraction of biomolecules on a sensor chip.SPRis an optical phenomenon,which is sensitive tochanges in the optical properties of the mediumclose to a metal surface[1 ] .This optical techniquemeasures the…     

镍取代Dawson型多酸多层膜电极的修饰及循环伏安测试

利用电化学生长法在玻碳电极上制备了含取代Dawson型磷钨杂多酸K8P2W17O61(NiOH2)多层膜修饰电极,通过循环伏安法控制制备和检测多层膜的沉积过程,并对其电化学过程进行系统研究实验表明,在酸性缓冲溶液中,多层膜的循环伏安图中出现3对单电子氧化-还原峰,峰电流和扫描速率的平方根成正比,表明电极过程的控制步骤是扩散过程. 该多层膜修饰电极可催化BrO-3和NO-2的电化学还原过程.