强发光的CdS量子点的水相制备及其表面修饰

室温下以柠檬酸钠为稳定剂,在水相中合成了CdS量子点.通过分析浓度、pH值、配比等因素,获得了强发光CdS量子点的制备条件.初步推断具有高能带隙的立方晶相的CdO·nH2O对同样是立方相的CdS量子点的表面修饰是得到强发光荧光性能的重要原因.     

CdTe薄膜的射频磁控溅射制备及表征

采用射频磁控溅射技术制备了CdTe薄膜,使用探针式台阶仪、X射线衍射分析仪、紫外可见分光光度计、扫描电镜等表征了薄膜的厚度、结构、透过率、表面形貌等随溅射工艺的变化.结果表明:沉积速率随着功率的增加而增加,随气压的增加而呈线性减小;薄膜的结晶程度随气压增大而降低;功率从100 W增大到180 W,出现了CdTe薄膜晶相从立方相向六方相的转变;当沉积条件为纯氩气氛、气压0.3 Pa、功率100 W、室温时,沉积的CdTe薄膜结晶性能最好.     

Ge2Sb2Te5薄膜相变行为及其对光存储特性影响

采用射频磁控溅射方法,在石英玻璃基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.X射线衍射分析表明:室温沉积的薄膜为非晶态;170℃真空退火后,薄膜转变为晶粒尺度约为17 nm的面心立方结构;250 ℃退火导致晶粒尺度约为40 nm的密排六方相出现.研究了室温至450℃下薄膜相变的热力学性能.差热分析显示:薄膜的非晶相向fcc相转变的相变活化能为(2.03±0.15)eV;fcc相向hex相转变的相变活化能为(1.58±0.24)eV.薄膜反射率测量表明:面心相与非晶相的反射率对比度随着波长从400 nm增加到1 000 nm在15%～30%变化,六方相与非晶相的反射率对比度在30%～40%.不同脉冲宽度的激光对非晶态薄膜的烧蚀结果显示:激光的能量密度对薄膜的记录效果有显著影响,在5 mW、50 ns的脉冲激光作用下,Ge2Sb2Te5薄膜具有最好的光存储效果.     

CdS/TiO2复合纳米管制备和光催化性能的研究

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备TiO2纳米管,再通过连续离子层沉积法在TiO2纳米管上沉积CdS粒子,沉积3层CdS后,进行退火处理,退火后再沉积3层CdS.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米管的形貌、物相结构和元素价态等特性进行分析.结果表明:经阳极氧化法制备的TiO2纳米管为锐钛矿结构,随后沉积的CdS同时出现了立方相与六方相晶格结构,400℃退火可以显著增加立方相CdS的结晶程度;纳米管中CdS粒子的直径均小于5 nm,CdS粒子由一大一小2个纳米粒子组成,大粒子由退火过程形成.光催化实验表明:经过退火处理的CdS/TiO2复合纳米管的可见光光催化能力约是未退火样品的3倍,说明退火处理可以有效提高TiO2可见光光催化能力.     

ZnTe多晶薄膜及其在CdTe太阳电池中的应用研究

用真空共蒸发法制备ZnTe(ZnTe :Cu)薄膜 .刚沉积的ZnTe(ZnTe :Cu)薄膜为高度 (111)择优取向的立方相 ,适度掺Cu为立方和六方混合相 ,晶粒大小 2 0～ 6 0nm .作为背接触层获得了转换效率为 11.6 %的太阳电池 .     

真空蒸发法制备CdS薄膜及其性能研究

用真空蒸发法制备了CdS薄膜,用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、四探针对薄膜的形貌、结构、光电性能进行分析测试.研究结果表明,不同基片温度下所制备的CdS薄膜主要为六方相,CdS薄膜在(002)晶面有高度的择优取向;不同基片温度下的薄膜对可见光的透光率都超过70%;薄膜的电阻率随基片温度的升高而增大;基片温度为50℃时薄膜的Eg为2.41 eV;在200℃退火处理改善了CdS薄膜的质量,结晶度提高,电阻率降低,晶粒尺寸增大;基片温度为50℃时薄膜在200℃退火后的电阻率为255Ω.cm.     

Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构、光学和电学性能的影响

利用直流反应磁控溅射的方法和后退火技术在石英衬底上制备不同Cd含量的Zn_(1-x)Cd_xO(0≤x≤1)薄膜.利用XRD、XPS、TEM、Absorption及Hall等详细地对薄膜的结构、光学及电学性能进行了研究.研究发现:当x=0~0.2时,Zn_(1-x)Cd_xO薄膜为沿(002)方向择优生长的六角相结构;当x=0.5时,合金薄膜出现了六角相和立方相共存现象;当x≥0.8时,合金薄膜为沿(200)方向择优生长的立方相结构.结构为六角相时,合金薄膜的带隙从x=0时的3.25 e V减小到x=0.2时的2.75 e V;结构为立方相时,薄膜的带隙从x=0.8时的2.52 e V减小到x=1时的2.42 e V,带隙的变化很小.另外,霍尔测量结果表明,Cd含量对Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的电学性质影响很大.     

CdCl_2热处理对CdS/CdTe界面扩散和界面反应的影响研究

采用在CdTe薄膜太阳能电池结构Glass/FTO/CdS/CdTe基础上制备的Glass/FTO/CdS/CdTe/CdS体系,通过XRD,SEM,Raman,XPS研究了不同温度CdCl2空气热处理对CdS/CdTe界面互扩散、界面反应和重结晶过程的影响.研究表明,样品的表面形貌在不同温度热处理后有剧烈的差异,经300～350℃热处理后,CdS晶粒从室温时的20nm迅速增大至70nm左右,这与CdS从立方相到六方相的相变温度符合.CdS/CdTe界面在350℃左右就开始比较明显地互扩散,550℃时界面已生成具有六方纤锌矿结构的CdS0.85Te0.15.CdS因与CdTe的相互扩散并生成CdSxTe1-x而被迅速消耗.450℃以上CdS/CdTe界面部分被氧化生成CdTeO3.拉曼光谱中CdS的1LO峰在350℃左右由强变弱同时向低波数移动表明开始生成CdSxTe1-x.光电子能谱验证了CdSxTe1-x和CdTeO3在热处理过程中的形成.CdCl2防止了界面的氧化和促进了CdS/CdTe界面扩散以及CdSxTe1-x的生成.     

化学水浴法制备CdS薄膜的研究

采用化学水浴法在不同衬底上制备了CdS薄膜.测试表明,所制备薄膜具有良好的致密性且晶粒大小均匀、表面平整;随着薄膜厚度的增加,薄膜的结晶质量提高但透过率有所下降;在钠钙玻璃上制备的CdS薄膜的电阻率最小(42.15Ω·cm).将最优工艺制备的CdS薄膜应用于CZTS吸收层上,得到了效率为3.0%且具有高开路电压(701 mV)的CZTS薄膜太阳电池.     

室温下油水两相界面法制备CdS量子点

室温下,以油酸镉为Cd源、硫代乙酰胺为S源,在环己烷和水两相界面制备出单分散于环己烷的CdS量子点,并针对反应时间、pH值、反应物Cd2+和S2-的浓度比和搅拌速度对其性能的影响做了研究.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外光谱仪(UV-VIS)和荧光分光光度计(PL)时产物进行了表征.实验结果表明,产物为粒径1.8～2.2nm的立方晶CdS量子点.另外,通过与反转胶束法和水相法的对比,进一步证实此制备方法所得量子点单分散性好和产量高的优势.     

〈101〉取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备〈101〉取向织构的氮化铝(AlN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

N2分压对磁控溅射NbN薄膜微结构与力学性能的影响

采用反应磁控溅射法在不同的氮分压下制备了一系列NbN薄膜．用XRD和TEM表征了薄膜的相组成和微观结构，力学探针测量了薄膜的硬度和弹性模量，AFM观察了薄膜的表面形貌并测量了压痕尺寸以校验硬度值的准确性．研究了氮分压对薄膜相组成、微结构和力学性能的影响．结果表明，氮分压对薄膜的沉积速率、相组成、硬度和弹性模量均有明显的影响：低氮分压下，薄膜的沉积速率较高，制备的薄膜样品为六方β-Nb2N和立方δ-NbN两相结构；随氮分压的升高，薄膜形成δ-NbN单相组织，相应地，薄膜获得最高的硬度(36．6GPa)和弹性模量(457GPa)；进一步升高氮分压，获得的薄膜为δ-NbN和六方ε-NbN的两相组织，其硬度和模量亦有所降低．     

<101>取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备<101>取向织构的氮化铝(AIN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

升温过程和气压在近空间升华沉积CdTe多晶薄膜中的作用

近空间升华技术制备CdTe多晶薄膜具有薄膜质量好、沉积速率高、设备简单、生产成本低等优点.采用近空间升华法(CSS)制备的CdTe多晶薄膜,薄膜的结构、性质与整个沉积过程密切相关,其过程受到较多因素的影响.要实现对沉积过程的控制,必须对沉积过程中的热交换、物质输运进行深入的研究.分析近空间沉积的物理机制,通过对装置内的温度进行测量,对升温曲线进行实验研究,优选了温度分布与升温曲线,研究了气压对CdTe薄膜结构、性质的影响.讨论了升温过程、气压与薄膜的初期成核的关系.结果表明:不同气压下沉积的样品均为立方相CdTe,且还出现CdS和SnO2:F的衍射峰,随着气压增加,CdTe晶粒减小,薄膜的透过率下降,相应的吸收边向短波方向移动.采用衬底温度500℃,源温度620℃,沉积时间4min的沉积条件获得了性能优良的CdTe多晶薄膜.     

磁控溅射制备CdS/ZnO复合薄膜及其光电性能研究

采用射频磁控溅射两步法制备出CdS/ZnO复合膜,并通过XRD、SEM、AFM、UV-vis、IPCE表征了制备的薄膜。SEM及AFM测试表明,相比于单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜的表面形成了更加明显的介孔结构;光电转换效率测试表明,相比单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜表现出更高的转换效率,0V(vs. Ag/AgCl)偏压下,IPCE值由36.1%(410nm)增大到66.1%(410nm)。光电转换效率的增加一方面是由介孔表面引起的光吸收增加以及表面活性位增多引起;另一方面,两种半导体的复合形成异质结,异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了薄膜的光电转换效率。     

射频磁控溅射法制备CdTe薄膜及其性质的研究

为了制备高效率的CdS/CdTe薄膜叠层太阳电池,本文采用射频磁控溅射技术在不同温度玻璃衬底上制备了CdTe多晶薄膜. 利用X射线衍射仪其微结构;用紫外分光光度计测量薄膜的透过谱,计算出了能隙Eg;利用原子力显微镜表征其微观形貌. 结果显示在常温时沉积的薄膜晶面取向性好,为立方闪锌矿型结构,有较低的透过率. 以上结果表明,用射频磁控溅射技术更适于制备CdS/CdTe薄膜叠层太阳电池中的CdTe薄膜.     

衬底温度和溅射功率对AZO薄膜性能的影响

采用RF磁控溅射法在载玻片上制备了可用于电极材料的掺Al氧化锌(AZO)透明导电薄膜,并对不同衬底温度和溅射功率下制备的AZO薄膜结构、光电性能进行了表征分析.结果表明:各种工艺条件下沉积的AZO薄膜均具有明显的(002)择优取向,没有改变ZnO六方纤锌矿结构;薄膜电阻率随衬底温度升高而减小,随溅射功率增加先减小后增大,衬底温度400℃、溅射功率200W时最小,为1.53×10-5Ω.m;可见光平均透射率均在80%以上,光学带隙与载流子浓度变化趋势一致,最大值为3.52eV.     

化学镀Co-Ni-P合金薄膜的结构与磁性研究

采用化学镀制备了Co-Ni-P磁性合金薄膜,分别用能谱仪、XRD和AGM对薄膜的成分、结构和磁性进行了表征,考察了化学镀液中硫酸铵浓度对薄膜成分、结构和磁性的影响.结果表明,随硫酸铵浓度的增加,薄膜中的Co含量增加,Ni、P含量逐渐下降;结构逐渐由密排六方结构(hcp)-αCo的固溶体转化为面心立方结构(fcc)-βCo的固溶体;矫顽力随之显著增加,矩形比变化不大.     

CdS/SiO2介孔组装体系、CdS薄膜及纳米晶的光吸收性质

通过溶胶 凝胶法获得块材CdS纳米颗粒/介孔SiO2组装体系样品,喷雾热解获得CdS薄膜,水热法合成CdS纳米晶,室温下的拉曼谱中观察到CdS的两个特征峰;在氮气中做了退火处理,发现CdS/SiO2介孔组装体系和CdS薄膜的吸收边随退火温度升高而移动,与XRD图谱中衍射峰宽化减弱相对应,其分别归属于量子尺寸效应和缺陷等的变化.     

CdS薄膜制备方法及其性能比较研究

用三种方法（化学水浴法、真空蒸发法和磁控溅射法）在玻璃衬底上制备了CdS薄膜.用测厚仪、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学透过率谱等手段测试了各薄膜的厚度、晶面取向、表面形貌、晶粒分布、透过率等,计算了各薄膜的光能隙.结果显示,磁控溅射法适于制备ZnS/CdS超晶格薄膜中的CdS.