Lu2O3为助剂的β-Si3N4晶种的制备与表征

在自增韧陶瓷的烧结过程中,添加β-Si3N4晶种有利于高温下长柱状晶的形成与生长,可以改善陶瓷的强度和韧性;本文以Lu2O3为添加剂,通过对原始Si3N4粉进行热处理,制备出转相充分、具有柱状形貌β-Si3N4晶种,重点研究了Lu2O3对氮化硅相变和晶种形貌的影响.实验结果表明,以Lu2O3为添加剂,在1750 ℃下热处理2 h能得到具有较纯β相含量和大长径比的β-Si3N4晶种.     

SrTiO_3枝杈晶的水热法制备与表征

无机材料纳米枝杈晶的合成成为最近几年纳米材料合成的热点之一。以Ti(SO4)2和Sr(NO3)2为原料,以KOH为矿化剂,在没有采用任何模板和表面活性剂的条件下,首次采用水热法在0.1mol/LKOH200℃保温4h条件下成功制备出了SrTiO3枝杈晶。用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对制备出的产物结构和形貌进行了表征。结果表明,在水热反应初期,首先生成了大量的直径约为5nm的TiO2纳米球形颗粒,随着反应的继续进行,TiO2纳米颗粒逐渐减少直至消失,最终得到SrTiO3枝杈晶。所采用的水热合成方法可以用来合成其他钙钛矿氧化物,是一种非常有前途的纳米枝杈晶的制备方法。     

纳米晶SnO2气敏薄膜的制备与表征

以Ｓｎ（ＯＨ）４水合胶体为原料,采用溶胶－凝胶方法在Ｓｉ片上制备了ＳｎＯ２纳米晶薄膜,利用差热、热重、Ｘ光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析,结果表明：在６００℃条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整,具有金红石结构,平均粒度在１０ｎｍ左右。以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的ＦＥＴ式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性。     

纳米晶SnO_2气敏薄膜的制备与表征

以 Sn( OH) 4 水合胶体为原料 ,采用溶胶 -凝胶方法在 Si片上制备了 Sn O2 纳米晶薄膜 ,利用差热、热重、X光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析 ,结果表明 :在60 0℃条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整 ,具有金红石结构 ,平均粒度在 1 0 nm左右 .以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的 FET式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性 .     

纳米晶SnO2气敏薄膜的制备与表征

以Sn(OH)4水合胶体为原料,采用溶胶-凝胶方法在Si片上制备了SnO2纳米晶薄膜,利用差热、热重、X光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析,结果表明:在600°C条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整,具有金红石结构,平均粒度在10nm左右.以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的FET式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性.     

以Na2TeO3为碲源制备CdTe纳米晶及其表征

本文以巯基乙酸作为稳定剂,在水相中制备了CdTe纳米晶。以亚碲酸钠作为碲源,从而避免了以H2Te或NaHTe（用碲粉和硼氢化钠合成）作为碲源时,需要氮气或其它气体作为保护气体的过程,简化了制备工艺,并且提高了CdTe纳米晶的产量。用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（SEM）和荧光分光光度计对其进行了表征。分析表明CdTe纳米晶为立方相,并且有较窄的荧光发射峰。详细探讨了反应时间、pH值及前驱物浓度对CdTe纳米晶荧光性能的影响。     

Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的制备及性能表征

以钛酸丁酯、无水乙醇、硝酸银等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同Ag掺杂含量的TiO2纳米晶粉体,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）检测分析了粉体的晶型转化、微观形貌和晶粒尺寸,用光致发光光谱（PL）表征材料的光电性能。结果表明,Ag掺杂后的TiO2纳米晶粉体的锐钛矿相比未掺杂Ag样品的含量有所增多,当Ag掺杂量为1%和3%时,锐钛矿的相对含量约为65%;随着Ag掺杂量的增加,锐钛矿晶粒尺寸逐渐减小;由TEM图像可知,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中;由PL荧光检测结果可知,Ag掺杂TiO2纳米晶粉体的荧光强度比未掺杂的TiO2纳米晶粉体的低。试验结果表明,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO2纳米晶粉体中,有利于在锐钛矿界（表）面形成Ti-O-Ag的键合,有效阻止锐钛矿向金红石的转变,同时抑制锐钛矿TiO2纳米晶粒的增长,Ag颗粒与TiO2纳米晶粉体接触形成肖特基势垒,加速光生电子由TiO2向Ag颗粒传输,减小光生电子与空穴的复合几率,从而提高TiO2纳米晶粉体的光电性能。     

熔盐法合成α-Al2O3粉体的研究

以Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用NaCl-KCl熔盐法合成了α-Al2O3粉体。研究了焙烧温度、熔盐含量、焙烧时间和添加晶种含量等对产物晶型和形貌的影响。结果表明:当熔盐与原料的摩尔比为3,在1000℃下焙烧3h,或添加质量分数5%的α-Al2O3晶种在900℃下焙烧3h,均可合成晶化程度高,团聚少,粒径分布均匀的α-Al2O3超细粉末。说明添加α-Al2O3晶种可明显促进Al2O3相变。     

以Si3N4为埋层的SOI结构制备与器件模拟

为了减少经典SOI器件的自加热效应,首次成功地用外延方法制备以Si3N4薄膜为埋层的新结构SOSN,用HRTEM和SRP表征了SOI的新结构.实验结果显示,Si3N4层为非晶状态,新结构的SOSN具有良好的结构和电学性能.对传统SOI和新结构SOI的MOSFETs输出电流的输出特性和温度分布用TCAD仿真软件进行了模拟.模拟结果表明,新结构SOSN的MOSFET器件沟道温度和NDR效益都得到很大的降低,表明SOSN能够有效地克服自加热效应和提高MOSFET漏电流.     

Adsorbing and Activating N2 on Heterogeneous Au–Fe3O4 Nanoparticles for N2 Fixation

Electrochemical nitrogen reduction reaction (NRR) is a promising approach to convert earth‐adundant N₂ into highly value‐added NH₃. Herein, it is demonstrated that the heterogeneous Au–Fe₃O₄ nanoparticles (NPs) can be adopted as highly efficient catalysts for NRR. Due to the synergistic effect of the strong N₂ fixation ability of Fe₃O₄ and the charge transfer capability of Au, the Au–Fe₃O₄ NPs show excellent performance with a high yield (NH₃: 21.42 µg mg_cat^?1 h^?1) and a favorable faradaic efficiency (NH₃: 10.54%) at ?0.2 V (vs reversible hydrogen electrode), both of which are much better than those of the Au NPs, Fe₃O₄ NPs, as well as core@shell Au@Fe₃O₄ NPs. It also exhibits good stability with largely maintained performance after six cycles. The N₂ temperature‐programmed desorption, surface valance band spectra, and X‐ray photoelectron spectroscopy collectively confirm that Au–Fe₃O₄ NPs have a strong adsorption capacity for the reaction species and suitable surface structure for electronic transfer. The theoretical calculations reveal that Fe provides the active site to fix N₂ into *N₂H while introducing Au optimizes the adsorption of NRR intermediates, making the NRR pathway on Au–Fe₃O₄ along an energetic‐favorable process and enhancing the NRR.     

Construction of Membrane Sieves Using Stoichiometric and Stress‐Reduced Si3N4/SiO2/Si3N4 Multilayer Films and Their Applications in Blood Plasma Separation

The novelty of this study resides in the fabrication of stoichiometric and stress‐reduced Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ triple‐layer membrane sieves. The membrane sieves were designed to be very flat and thin, mechanically stress‐reduced, and stable in their electrical and chemical properties. All insulating materials are deposited stoichiometrically by a low‐pressure chemical vapor deposition system. The membranes with a thickness of 0.4 µm have pores with a diameter of about 1 µm. The device is fabricated on a 6” silicon wafer with the semiconductor processes. We utilized the membrane sieves for plasma separations from human whole blood. To enhance the separation ability of blood plasma, an agarose gel matrix was attached to the membrane sieves. We could separate about 1 µL of blood plasma from 5 µL of human whole blood. Our device can be used in the cell‐based biosensors or analysis systems in analytical chemistry.     

超薄Si3N4/SiO2（N/O）stack栅介质及器件

成功制备了EOT(equivalent oxide thickness)为2.1nm的Si3N4/SiO2(N/O) stack栅介质,并对其性质进行了研究．结果表明，同样EOT的Si3N4/SiO2 stack栅介质和纯SiO2栅介质比较，前者在栅隧穿漏电流、抗SILC性能、栅介质寿命等方面都远优于后者．在此基础上,采用Si3N4/SiO2 stack栅介质制备出性能优良的栅长为0.12μｍ的CMOS器件，器件很好地抑制了短沟道效应．在Vds=Vgs=±1.5V下，nMOSFET和pMOSFET对应的饱和电流Ion分别为584.3μA/μｍ和－281.3μA/μｍ，对应Ioff分别是8.3nA/μｍ和－1.3nA/μｍ．     

多孔硅外延转移技术制备以氮化硅为绝缘埋层的SOI新结构

为减少自加热效应 ,利用多孔硅外延转移技术成功地制备出一种以氮化硅为埋层的 SOI新结构 .高分辨率透射电镜和扩展电阻测试结果表明得到的 SOI新结构具有很好的结构和电学性能 ,退火后的氮化硅埋层为非晶结构 .     

Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,得到Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和荧光光谱对样品进行了表征.结果表明:复合纳米纤维为无定型,Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.复合纳米纤维的平均直径约为140nm,经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为81%.复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱一致,600℃以上时,生成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm激光激发下发射出中心波长为522nm、560nm的绿色和659nm的红色上转换荧光,对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.在Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维形成过程中,PVA分子起到了导向模板作用.PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维在热处理过程中,PVA分解挥发,稀土硝酸盐分解并氧化生成Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米颗粒,这些纳米颗粒相互联结起来形成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

不掺杂In2O3透明导电薄膜的制作

采用反应蒸发技术制作不掺杂Ｉｎ２Ｏ３透明导电薄膜，薄膜厚度为１５０～２００ｎｍ、方块电阻为６０～２００Ω／□，透光率为８０％～９４％（波长λ＝６００ｍｍ）。了蒸发过程氧气充入量和蒸发时间对薄膜的光电特性的影响，说明低蒸发速率和限制氧气流量是获得优质薄膜的关键。     

Bi4Ti3O12掺杂对低压ZnO压敏电阻性能的影响

Bi4Ti3O12在低压氧化锌压敏电阻器的烧结过程中起着重要作用。通过使用扫描电子显微镜(SEM)研究了添加Bi4Ti3O12粉体的陶瓷烧结过程。结果表明,使用纳米Bi4Ti3O12粉体的压敏电阻所获得的电压梯度更低,Zn2TiO4相的形态和分布影响压敏电压的分散性。     

In2O3纳米线制备及其特性

使用管式加热炉成功地制备出In2O3纳米线.通过扫描电子显微镜可以看到样品为In2O3纳米线;X射线衍射分析证实该材料是立方结构的In2O3;X射线光电子谱分析发现该In2O3中存在大量氧缺陷;光致发光谱研究显示制得的In2O3纳米线有比较强的发光现象,主要集中在紫外光谱区.同时对反应的气相-固相(V-S)生长机理和In2O3的光致发光机理进行了详细分析.