N掺杂和Cu沉积TiO2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流-时间(I-t)关系曲线表明:掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

MEVVA离子注入技术制备DLC:Ni多层厚膜

采用金属蒸汽真空弧（Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA）离子源注入技术,将Ni离子注入到类金刚石（Diamond．1ikeCarbon,DLC）膜中,并重复沉积和注入过程,制备出2个层数分别为10层和15层、厚度达1．0μm和1．5μm、注入剂量不同的DLC：Ni膜样品。性能测试结果显示,膜内应力得到有效释放,膜基结合紧密,仍保持较高sp3含量以及较高硬度和弹性模量,是一种制备DLC厚膜的有效方法。     

离子束改性先进陶瓷薄膜结构与力学性能的研究现状

离子束改性技术在先进陶瓷材料方面的应用效果突出。在阐述离子束改性原理的基础上,综述了该技术在先进陶瓷薄膜材料微观结构与组织,力学性能和摩擦学性能方面的应用。离子束改性是一种高能高效的掺杂改性手段,在辅助制备高质量薄膜、改善薄膜力学和摩擦力学方面有着显著的优势。深入了解离子束与薄膜原子的作用机制,精确调配薄膜的微观结构和组成,降低成膜质量的不确定性,是未来离子束改性先进陶瓷薄膜的研究重点。     

N掺杂和Cu沉积TiO_2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流—时间（—It）关系曲线表明：掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

磁过滤阴极弧法制备CrCN薄膜结构与组分研究

目的通过磁过滤阴极弧沉积技术制备质量优异的CrCN涂层。研究乙炔/氮气混合气体流量以及基底偏压对薄膜结构和成分的影响。方法采用磁过滤真空阴极弧沉积技术,在20~100 m L/min变化的乙炔/氮气混合气体流量参数下沉积CrCN复合薄膜。通过X射线衍射、场发射电子显微镜、扫描探针显微镜、X射线光电子能谱仪、透射电镜,对薄膜的物相结构和形貌进行分析。结果随着气体流量的增加,CrCN复合薄膜的晶粒逐渐减小最终向非晶化转变。TEM结果表明,在CrCN复合薄膜中有大量几纳米到十几纳米的纳米晶浸没在非晶成分中。SPM表明,随着基底偏压由–200 V增大到–150 V,CrCN薄膜的表面粗糙度Sa由0.345 nm上升至4.38 nm。XPS、TEM和XRD数据表明,薄膜中Cr元素主要以单质Cr、Cr N以及Cr3C2的形式存在。结论采用磁过滤真空阴极弧沉积技术制备的CrCN复合薄膜具有纳米晶-非晶镶嵌结构。该方法沉积的CrCN薄膜的表面粗糙度与基底负偏压有关。混合气体的流量变化对薄膜组分的变化几乎无影响。     

类金刚石膜的性质及应用

介绍了类金刚石膜（Diamond—like Carbon films，DLC films）的结构、制备方法和发展现状。综述了DLC膜的机械、电子、光学和医学等性能以及在这些领域中的应用状况。     

用CuCl2为铜源高效制备形貌可控CuGeO3的研究

锗酸铜因具有自旋佩尔斯效应以及优异的储锂性能而受到广泛关注, 普遍采用水热法制备锗酸铜。在制备过程中, 利用Cu(CH₃COO)₂等弱酸盐促进水的电离来获取CuGeO₃生长所需的OH ^-, 这种操作方法虽然简单, 但制备时间长、效率低。本研究采用强酸盐CuCl₂取代弱酸盐Cu(CH₃COO)₂为铜源, 调节前驱体溶液的pH, 控制各晶面吸附能力及溶液过饱和度, 实现高效制备CuGeO₃纳米棒和CuGeO₃六边形纳米片, 将制备时间缩短至8 h。并在此基础上, 添加一维结构导向剂乙二胺, 在加速反应过程的同时限制CuGeO₃的二维平面生长, 高效制备了100 nm、200~300 nm、350~500 nm、400~700 nm、1~2 μm和 1~3 μm六种不同尺寸、形貌均一的CuGeO₃纳米线。     

低能C离子注入单晶硅机械和摩擦学性能

采用MEVVA源将低能量(40 keV)C离子注入单晶硅,用Raman光谱和SEM对试样进行了表征,用纳米压痕仪和球-盘式摩擦磨损试验机分别测试了试样硬度、弹性模量和摩擦因数.结果显示,低剂量下,试样硬度基本保持不变,而弹性模量增加;当C离子注入剂量为2×1016 cm-2时,样品出现明显非晶化,硬度开始下降.注样表面摩擦因数升高,这是由于C离子注入引起的表面损伤所致.     

四元Heusler合金Co_2[Mn,Fe]Ge_(1-x)Ga_x的晶体结构、半金属稳定性和磁性

基于密度泛函理论的第一性原理研究了四元Heusler合金Co2MnGe1-xGax和Co2FeGe1-xGax的晶体结构、半金属稳定性和磁性,发现随着掺入Ga比例x的改变,其晶格常数遵循Vigard原理。对于Co2MnGa1-xGex系列的合金,其原胞磁矩很好地符合SP(Slater-Pauling)值和实验值;而对于Co2MnGe1-xGax系列合金,其原胞磁矩虽然与实验值一致,但却随x的减小而逐渐偏离SP值。态密度显示,Co2MnGe1-xGax系列合金在x=0～0.75的掺杂比例内都有0.4～0.6eV的自旋向下带带隙宽度,而Co2FeGe1-xGax虽然在费米面附近也存在较高的自旋极化,但几乎不存在显著的自旋向下带带隙。此外,四元合金Co2MnGe0.75Ga0.25的费米面居于最小自旋带隙的中部,将具有较好的半金属稳定性。     

FCVAD技术制备CrCN薄膜的热稳定性研究

磁过滤真空阴极弧沉积(FCVAD)技术制备的Cr CN薄膜具有优异的机械性能,可作为表面改性膜应用于纺织器材、pcb钻头和活塞环中。本文针对薄膜因摩擦产生高温或应用环境温度高,其结构和性能将发生变化的情况,研究了Cr CN薄膜的热稳定性。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对常温至800℃下薄膜的结构进行了表征。结果显示：FCVAD技术制备的Cr CN薄膜热稳定上限温度约为400℃。温度在400℃以下时,Cr CN薄膜结构稳定,保持无序状态;当温度达到500℃时,薄膜表面出现细小晶粒,薄膜中的Cr N相转化为Cr₂N相;随着温度继续升高,Cr CN固溶相开始石墨化,薄膜内晶粒尺寸变大;当温度大于700℃时,薄膜中的碳以CO或CO₂的形式脱离薄膜,Cr元素以Cr₂O₃相的形式存在,并在800℃长成尺寸约400nm的晶粒。