乙醇辅助低温水热法生长TiO2纳米棒阵列

本文采用乙醇作为添加剂，通过低温水热法在透明导电玻璃衬底上制备晶化良好的金红石相TiO₂纳米棒阵列。对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等结构形貌表征和光电化学性能测试。实验发现乙醇加入有利于前驱物水解缩聚反应，同时提高水热反应压力，促进TiO₂晶粒低温成核和生长，从而实现70℃直接在基底表面生长出TiO₂纳米棒阵列。通过调控水热反应温度、时间以及乙醇添加量等参数可有效调控TiO₂纳米棒阵列的形貌，改善其光电化学性能。同时低温水热制备工艺也降低了对衬底材料的限制，拓展了TiO₂纳米棒阵列的应用领域，表现出良好的应用前景。     

可见光响应的TiO2双层纳米棒阵列制备及其光催化性能研究

采用磁控溅射辅助二次水热法,在掺杂氟的SnO_2透明导电玻璃基底上制备出可见光响应的TiO_2双层纳米棒阵列。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-DRS)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收性质及化学组分价态进行了表征;以甲基橙为目标降解物,对样品在可见光下的催化性能进行了研究。结果表明:双层阵列由金红石相TiO_2一维纳米棒构成,溅射沉积的TiO_2纳米颗粒为上层纳米棒阵列生长提供晶种,使其生长更致密;并且由于其内部Ti3+和氧空位缺陷态的存在,将阵列的光谱吸收范围拓宽至可见光区域。TiO_2双层纳米棒阵列在可见光照射下对甲基橙的降解率相比纯TiO_2纳米棒阵列提高了67%,表现出良好的光催化性能。     

TiO_2分枝纳米棒阵列的制备及其在杂化太阳能电池中的应用

采用水热法制备了TiO_2纳米棒阵列及TiO_2分枝纳米棒阵列,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜观察了样品的微观结构形貌。以TiO_2纳米棒及分枝纳米棒阵列作为光阳极,组装成聚-3己基噻吩∶富勒烯衍生物/TiO_2(P3HT∶PCBM/TiO_2)杂化太阳能电池,测试了电池的光电性能。结果表明:用分枝结构纳米棒阵列制备的杂化电池效率显著高于普通TiO_2纳米棒阵列电池。由漫反射谱和电化学阻抗谱测量结果分析可知,由于分枝结构增大了TiO_2纳米棒阵列的比表面积,加快了载流子传输,减少了界面载流子复合,同时也增强了入射光散射,从而提升了杂化电池的性能。     

衬底温度对共溅射法制备TZO薄膜光电性能的影响

以金属Ti和ZnO陶瓷作为溅射靶材,采用直流和射频双靶磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备Ti掺杂ZnO(TZO)透明导电薄膜,探究了衬底温度对薄膜光电性能的影响。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪对薄膜微观形貌、结构及光电性能进行了表征和分析。结果表明:制备的TZO薄膜均具有C轴取向生长的六角纤锌矿结构,衬底温度为350℃时TZO薄膜结晶质量最好,电阻率最小,为2.78×10~(-3)Ω·cm,品质因子最高,达到334.1S/cm。所有薄膜样品在波长380～780nm区间平均透过率大于91%,随着衬底温度的升高,TZO薄膜的吸收边出现了蓝移。     

Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂BST铁电厚膜的制备及其上转换发光

利用丝网印刷工艺制备出稀土Yb3+/Tm3+共掺杂的Ba0.8Sr0.2TiO3铁电陶瓷厚膜,利用XRD、SEM、EDS、Raman和荧光光谱仪研究了稀土掺杂对厚膜微结构和发光性能的影响。实验发现,在低掺杂量时Yb3+、Tm3+离子在BST晶格中首先替代B位离子,高掺杂量时则同时占据A位和B位离子。掺杂后的厚膜仍表现为典型的铁电四方相结构。在800nm近红外激光激发下,共掺杂的BST厚膜中的Tm3+离子通过Yb3+离子的敏化作用在468与533nm处实现了间接上转换蓝色与绿色荧光输出,分别对应于Tm3+离子的1 G4→3 H6跃迁和1 D2→3F4跃迁。468nm蓝色荧光强度随着Yb3+、Tm3+离子比的增加先增强后减弱,在Yb3+、Tm3+离子共掺比为2∶1达到最大,并对上转换发光的机理进行了分析。     

共溅射法制备AZO薄膜及其光电性能的研究

目的研究Al靶直流溅射功率对Al掺杂ZnO(AZO)薄膜光电性能的影响。方法以金属Al和ZnO陶瓷作为靶材,采用直流与射频双靶磁控共溅射的方法,在玻璃基片上制备AZO薄膜。通过改变Al靶直流溅射功率,获得不同的薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、四探针测试仪,对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行表征和分析。结果所制备的AZO薄膜均具有C轴取向生长的六角纤锌矿结构,在可见光区域平均透过率超过90%,AZO薄膜的吸收边相比于ZnO薄膜出现了蓝移。当Al靶溅射功率为18 W时,AZO薄膜的最低电阻率为2.49×10~(-3)?·cm,品质因子为370.2 S/cm。结论 Al直流溅射功率对AZO薄膜光电性能的影响较大,溅射功率为18 W时,制备的AZO薄膜性能最优。     

稀土Nd掺杂Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3薄膜的微结构与光致发光性能研究

用溶胶-凝胶法制备了不同浓度(0、1%、3%、5%(摩尔分数))的Nd掺杂钛酸锶钡(Ba0.65Sr0.35TiO3,BST)薄膜.XRD结果表明,经700℃退火1h后,样品晶化为完整的多晶钙钛矿结构,平均晶粒尺寸为20nm.原子力显微镜(AFM)观察发现,薄膜表面均匀致密,光滑平整.室温光致发光谱(PL)显示在808nm氩离子激光激发下,Nd掺杂的BST薄膜在876、1060、1337nm处有较强的近红外(NIR)发光,分别对应于Nd3+的4F3/2-4I9/2、4F3/2-4I11/2、4F3/2-4I13/2跃迁.这些结果表明Nd掺杂BST薄膜在激光器和光放大器等光电器件领域有着广泛的应用前景.     

衬底温度对共溅射制备AZO薄膜光电性能影响

以Al金属和ZnO陶瓷作为溅射靶材,采用直流和射频双靶磁控共溅射的方法在玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜,采用X线光电子能谱仪、X线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外 可见分光光度计和霍耳效应测试仪对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行了表征和分析,探究了不同衬底温度对薄膜光电性能的影响。结果表明,所制备的AZO薄膜均具有c轴取向生长的六角纤锌矿结构,在衬底温度为300 ℃时AZO薄膜结晶质量最好,电阻率最低（为1.43×10-3 Ω·cm）。所有样品薄膜在380~780 nm区间平均透过率大于90％,随着衬底温度的升高,AZO薄膜的吸收边出现了蓝移。     

水热法制备TiO2纳米棒阵列及应用研究进展

TiO_2纳米棒阵列由于具有电子传输率高和光散射效应强等优异的特性,从而在太阳能电池、光催化、光解水制氢等领域中具有广阔的应用前景。主要从水热法制备工艺及生长机理、形貌优化及改性和应用几个方面综述了TiO_2纳米棒阵列的研究进展,并对今后的研究趋势进行展望。