WO3薄膜的磁控溅射法制备及电致变色性能

采用直流反应磁控溅射制备了具有优异电致变色性能的WO3薄膜。通过对成膜参数的调控,实现了低功率和短溅射时间的制膜制度,获得了较宽的工艺范围。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、光学轮廓仪、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的物相、微观结构、厚度、电致变色性能。研究表明:在溅射功率为50 W,溅射压强为2.0 Pa,反应气体流量为20 sccm时所制得的薄膜性能最为优越。所制备薄膜具有较短的变色响应时间和大幅度的变色调制幅度,其对可见光变色调制幅度达到80%。     

表面具有微纳结构的AZO薄膜制备及性能研究

采用磁控溅射法及线棒刮涂法在玻璃衬底上室温生长微纳结构铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜,使底层AZO薄膜工作压强从1.5 Pa调整到0.1 Pa。通过扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射(XRD)仪、霍尔效应测试系统、分光光度计及光电雾度仪研究了AZO薄膜的表面形貌、晶体结构、电学性能和光学性能。研究结果表明,降低底层AZO薄膜工作压强对微纳结构AZO薄膜光电性能有显著的影响。底层AZO薄膜工作压强0.2 Pa时,薄膜表现最低电阻率为6.17×10-4 Ω·cm,可见光波段平均光学透光率为82.3%。随着底层AZO薄膜工作压强的降低,薄膜表面形貌、生长形态和晶粒大小发生较大变化,并得到具有陷光作用、优良光电性能的微纳结构AZO薄膜。     

反应溅射制备NiOx薄膜的形貌与成分分析及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射制备了具有不同表面形貌优良电致变色性能的NiOx薄膜。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、价态组成、微观结构、电致变色性能。研究表明：金属镍靶在直流溅射过程中,对氧流量反应敏感,在很小的氧流量范围内即表现出完全不同的薄膜结晶状态与表面微结构的变化,氧化镍薄膜在不同的制备条件下展现出了独特的表面微结构,XRD结果显示薄膜成分为NiO,而通过薄膜元素XPS分析发现其中的Ni并非只有单纯的二价,三价的Ni亦存在且其元素价态比约为2:1。最终在成膜参数氧流量、电压、溅射压强、溅射功率分别为1.6sccm、2.0Pa、50W时获得较优变色性能的NiOx薄膜,其可见光区最大电致变色幅度达到约55%。     

热处理工艺对溶胶-凝胶法制备ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出ZnO:Al(AZO)薄膜。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、方块电阻测试仪、Hall效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、微观结构、光电性能;分析了不同热处理方式对于薄膜光电性能的影响。结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85%左右。热处理工艺的选择对于提升AZO薄膜的电学性能至关重要,相比于空气气氛和真空下的热处理,采用具有还原性的5%H_2和95%N_2的混合气氛热处理得到了具有最好电学性能的AZO薄膜。在550℃还原气氛下保温60 min得到薄膜方块电阻约为300Ω/□,电阻率约为3.3×10~(-3)Ω·cm。     

种子层及掺杂浓度对溶胶-凝胶法制备ZnO∶Al薄膜光电性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法以提拉的方式在普通玻璃基底上制备出n型掺杂具有优良光电性能的氧化锌掺铝(AZO)薄膜,并以磁控溅射AZO薄膜为种子层引导液相法所制备AZO薄膜生长.Al掺杂浓度区间为0.25at％～5.00at％.通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、轮廓仪、方块电阻测试仪、霍尔效应测试仪、紫外-可见-红外分光光度计分别研究了薄膜物相、微观结构、膜厚及光电性能,进一步分析了Al掺杂浓度、种子层对薄膜光电性能的影响.结果表明:经10次提拉所制备薄膜可见光透过率85％以上.Al掺杂浓度、种子层的引入对AZO薄膜的光电性能有重要影响.无种子层时,掺杂浓度为0.50at％的AZO薄膜在5％ H2、95％N2还原气氛下于550℃保温60 min得到最优电学性能,方块电阻约为166 Ω/□,电阻率约为1.99×10-3 Ω·cm;预镀AZO种子层所制备薄膜方块电阻下降到约42Ω/□,电阻率下降到约7.56×10-4Ω·cm.     

宽谱增透双层TiO2-SiO2/SiO2薄膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备了双层TiO_2-SiO_2/SiO_2薄膜,调控了底层薄膜的折射率及双层薄膜不同的厚度匹配,研究了在不同厚度匹配下薄膜的光学性能。通过场发射扫描电子显微镜、椭偏仪、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的微观结构、厚度、折射率和光学透过率。研究表明:以TiO_2与SiO_2混合溶胶镀膜获得了折射率可调(1.5～2.0)的薄膜,在TiO_2-SiO_2层与SiO_2层的厚度分别约为160 nm、90 nm时获得了光学性能较优的薄膜,薄膜在光学宽谱380～1 100 nm范围内表现出明显的增透效果,可见光最高透过率可达97.5%,宽谱平均透过率为93.9%。     

玻璃微珠TiO2涂层抗紫外光性能测试与分析

基于轻质保温玻璃微珠材料界面的耐久、耐候性能差的问题,用纳米TiO2制备了玻璃微珠复合涂层.采用X-射线衍射、SEM、FT-IR等方法进行了玻璃微珠复合涂层的实验研究,分析了复合涂层的紫外屏蔽性能及光催化性能.结果表明:TiO2为5％时,光吸收率最高,紫外屏蔽性能最好的波段为470～490 nm,吸收率为0.074;红外光谱测试结果说明改性后的界面,纳米TiO2没有新键产生,纳米TiO2的聚丙烯酸钠改性属于表面包覆现象.复合涂层基本力学性能实验表明:玻璃微珠TiO2涂层的耐久、耐候性能良好.     

熔盐法合成铁酸铋粉体及其磁性能

以氧化铋、三氧化二铁、氯化钾和溴化钾为原料,采用熔盐法成功地合成了单晶铁酸铋粉体。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Fourier变换红外-Raman光谱仪研究了材料物相、微观结构与制备条件关系,通过MPMS XL5型磁性测量仪测试样品磁性能。结果表明:当采用KCl-KBr熔盐,控制熔盐与原料质量比为1.0,750~800℃范围内可以得到单晶斜方六面体BiFeO3粉体,其晶粒尺寸约为0.6μm。基于模板形成机制,探讨了KCl-KBr熔盐合成BiFeO3机理。室温下,采用KCl-KBr熔盐、750℃煅烧2h的BiFeO3粉体显示了弱铁磁性能。