HNO3处理对TiO2纳米薄膜的光催化活性和表面微结构的影响

通过sol-gel工艺分别在钠钙玻璃和预涂SiO2涂层的钠钙玻璃基体上制备了TiO2光催化纳米薄膜．然后用1mol／L HNO3水溶液对煅烧后的薄膜进行酸处理。用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外可见光谱(UV—VIS)对酸处理前后TiO2纳米薄膜进行了表征。用甲基橙水溶液的光催化脱色来评价TiO2薄膜的光催化活性。结果表明：SiO2涂层能有效阻止钠离子从玻璃基体向TiO2薄膜的扩散，普通玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3处理后，薄膜的光催化活性明显增强。这是由于TiO2纳米薄膜中的钠离子浓度降低以及表面羟基含量增加的缘故。     

SiO2薄膜对蓝宝石表面及高温强度的改善

蓝宝石具有一系列优异的光学和力学性能，使其成为红外透过窗口与头罩中备受青睐的材料．然而随温度的升高蓝宝石沿c轴的抗压强度急剧降低，大大限制了蓝宝石的抗热震等许多性能．提高蓝宝石高温强度的研究已成为蓝宝石在高速、高温应用中一个亟待解决的重要课题．本文采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石衬底上制备了SiO2涂层．利用三点弯曲法测试了镀膜及未镀膜蓝宝石试样的室温及高温抗弯强度，测量了镀膜前后蓝宝石试样的表面形貌及粗糙度，采用压痕裂纹法分析了镀膜前后蓝宝石的表面残余应力．结果表明，镀SiO2薄膜可以改善蓝宝石的表面形貌，降低表面粗糙度，同时改变蓝宝石的表面应力．在800℃，镀膜蓝宝石的抗弯强度是未镀膜蓝宝石的1．5倍．     

工艺参数对纳米颗粒Cu/SiO_2复合薄膜结构和光谱特性的影响

用离子束溅射法制备了具有反常光吸收特性的纳米颗粒CU／SiO2复合薄膜。获得了在离子来参数一定时，基片温度、膜料的沉积时间和镀膜后的保温时间等工艺参数对这种薄膜结构和光学特性的影响规律，并对纳米颗粒Cu／SiO2复合薄膜的反常光吸收特性作了计算和解释。     

钨酸钠和次磷酸钠浓度对脉冲电镀CeO2-SiO2/Ni-W-P纳米复合薄膜组织及性能的影响

通过Ni、W、P与CeO₂和SiO₂纳米颗粒的脉冲共沉积,在碳钢表面制备了CeO₂-SiO₂/Ni-W-P纳米复合薄膜,主要研究了电解液中钨酸钠和次磷酸钠浓度对纳米复合薄膜组织及性能的影响,采用化学组成、沉积速率、显微硬度和表面形貌进行表征。结果表明,当钨酸钠和次磷酸钠浓度分别为100和4 g/L时,纳米复合薄膜的沉积速率和显微硬度较高,分别为25.03 μm/h和HV649。增加钨酸钠浓度,纳米复合薄膜晶粒得到细化。当钨酸钠浓度提高到160 g/L时,基质金属晶粒轮廓清晰,细小而均匀,呈规则的圆球型,CeO₂、SiO₂纳米颗粒均匀弥散分布在Ni-W-P基质金属中。次磷酸钠浓度的增加对纳米复合薄膜的表面形貌影响较小,但会明显降低显微硬度。     

纳米TiO2薄膜的制备与表面形貌研究

研究退火温度对薄膜相结构、表面化学组成及形貌的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅片上淀积TiO2薄膜,通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和X光电子能谱（XPS）对其进行表征。结果表明,室温制备400℃以下退火的TiO2薄膜为无定形结构,400℃以上退火的TiO2薄膜出现锐钛矿相,600℃以上退火的TiO2薄膜开始出现金红石相,退火温度在1000℃以上时样品已经完全转变为金红石相;随着退火温度的升高,晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增大,但是当退火温度为1000℃时反而有所减小,晶粒尺寸和表面粗糙度在退火温度为1000℃时发生的这一突变现象,是由该退火温度下的相变导致。     

Ti(Ta)O2薄膜的表面形貌对血管内皮细胞生长量影响的研究

采用磁控溅射合成不同Ta含量的系列Ti(Ta)O2薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行表征.并对薄膜表面进行人脐静脉内皮细胞(HUVEC)种植试验以评价薄膜材料的表面形貌对细胞组织相容性的影响.结果表明,细胞在不同Ta含量的Ti(Ta)O2薄膜表面因表面形貌的不同具有明显不同的粘附、增殖和生长行为.薄膜表面适当的粗糙度有利于细胞的贴附、生长和增殖.该研究指出,通过控制材料表面改性层的特征,可改善其表面细胞生物学行为,并可提高薄膜材料表面生物相容性.     

复合SiO2粒子涂膜表面的超疏水性研究

采用溶胶-凝胶法制备不同粒径和形状的SiO2粒子,并利用氟硅氧烷的表面自组装功能制备了具有仿生类"荷叶效应"的超疏水涂膜.通过原子力显微镜、扫描电镜和水接触角的测试对膜结构及性能进行了表征,探讨了SiO2粒子的粒径和形状对材料微观结构,表面粗糙度和疏水性能的关系.结果表明,含单一粒径涂膜表面水接触角符合Wenzel模型;而复合粒子构成了符合Cassie模型的非均相界面,单纯的粗糙度因子不能反映水接触角的变化,复合粒子在膜表面的无规则排列赋予涂膜表面不同等级的粗糙度,使得水滴与涂膜表面接触时能够形成高的空气捕捉率和较小的粗糙度因子,这与在涂膜表面能形成自组装分子膜的氟硅氧烷共同作用赋予了涂膜超疏水性能.     

CoFeB-SiO2磁性不连续多层颗粒膜微波电磁特性

采用直流/射频磁控溅射方法和不连续多层交替溅射工艺,制备了CoFeB-SiO2系列纳米不连续多层磁性颗粒膜,并对制备的薄膜样品进行了不同温度下的退火处理.实验结果表明,通过调整SiO2绝缘介质相含量及磁场退火温度可有效地调控薄膜微结构和微波电磁特性.制备的薄膜样品在GHz微波频段同时具有高磁导率和高磁损耗,1.5GHz处薄膜复相对磁导率实部和虚部均大于260,同时电阻率高达1.38mΩ·cm.该薄膜样品可应用于微波吸收材料和抗电磁干扰的设计中.     

SnO2纳米颗粒制备及其对溶胶-凝胶Sb:SnO2薄膜性能的影响

以Sn(OEt)2为起始原料,采用水热晶化法合成了分散性良好的金红石结构的SnO2纳米颗粒.采用X射线衍射对其进行了表征,表明SnO2纳米颗粒的结晶性良好,颗粒尺寸小于10nm.将合成的SnO2纳米颗粒均匀分散到SbSnO2镀膜液中,经陈化后制成镀膜溶胶,以溶胶-凝胶浸渍镀膜工艺制备纳米颗粒掺杂SbSnO2薄膜.分别采用范德堡(Van Der Pauw)法、UV/VIS分光光度计和FTIR中红外分析仪测量并分析膜层的导电性能、光学性能及结构特征,研究了导电纳米颗粒添加对SbSnO2薄膜电性能、光学性能和结构的影响.     

非晶Er2O3高 k栅介质薄膜的制备及结构特性研究

采用高真空反应蒸发法在未加热的P型Si(100)衬底上实现了非晶Er2O3高k栅介质薄膜的生长.俄歇电子能谱证实薄膜组分符合化学剂量比. X射线衍射、反射式高能电子衍射和高分辨透射电子显微镜测量表明,不但原位沉积的薄膜足非晶结构,而且高真空700℃退火30min后样品仍保持了良好的非晶稳定性.原子力显微镜检测显示高真空退火有利于改善薄膜的表面形貌.退火后,Er2O3薄膜获得了平整的表面.电容.电压测试得到薄膜的有效介电常数为12.6,EOT为1.4nm,在1MV/cm时漏电流密度为8×10-4A/cm2.这些特征表明非晶Er2O3薄膜是一种较好的高k栅介质候选材料.     

真空镀膜法制备纳米铝颗粒膜及其表面等离激元共振特性研究

采用直流磁控溅射镀膜技术制备了纳米铝颗粒膜,并尝试通过两种方式获得纳米铝的表面等离激元共振吸收峰,一种是先在室温石英基底上沉积纳米铝,再进行真空退火;另一种是在热石英基底上沉积纳米铝。用透射电镜和扫描电子显微镜、X-射线光电子谱、紫外-可见吸收光谱表征了样品的形貌和晶态结构、成份和吸收特性。采用比对的方式,研究了基底温度、沉积时间对两种方法制备的纳米铝表面等离激元共振的影响。结果表明,先沉积纳米铝,再进行真空退火,不能获得表面等离激元共振吸收峰,而在热基底上沉积纳米铝,可以获得明显的表面等离激元共振吸收峰。通过调控沉积时间和沉积温度实现了纳米铝表面等离激元共振峰从紫外光区到可见光区的可控移动。而且,研究发现对于平均厚度大于3 nm的纳米铝薄膜,由于纳米铝氧化具有自限性,其表面等离激元共振特性在空气中稳定且主要取决于纳米铝颗粒的团聚度。本研究对理解纳米铝表面等离激元共振特性及其应用具有指导意义。     

Localized Surface Plasmon Resonance Enhanced Light Absorption in AuCu/CsPbCl3 Core/Shell Nanocrystals

Localized surface plasmon resonance (LSPR) is shown to be effective in trapping light for enhanced light absorption and hence performance in photonic and optoelectronic devices. Implementation of LSPR in all-inorganic perovskite nanocrystals (PNCs) is particularly important considering their unique advantages in optoelectronics. Motivated by this, the first success in colloidal synthesis of AuCu/CsPbCl₃ core/shell PNCs and observation of enhanced light absorption by the perovskite CsPbCl₃ shell of thickness in the range of 2–4 nm, enabled by the LSPR AuCu core of an average diameter of 7.1 nm, is reported. This enhanced light absorption leads to a remarkably enhanced photoresponse in PNCs/graphene nanohybrid photodetectors using the AuCu/CsPbCl₃ core/shell PNCs, by more than 30 times as compared to the counterparts with CsPbCl₃ PNCs only (8–12 nm in dimension). This result illustrates the feasibility in implementation of LSPR light trapping directly in core/shell PNCs for high-performance optoelectronics.     

Surface Energy and Surface Stability of Ag Nanocrystals at Elevated Temperatures and Their Dominance in Sublimation‐Induced Shape Evolution

The surface energy and surface stability of Ag nanocrystals (NCs) are under debate because the measurable values of the surface energy are very inconsistent, and the indices of the observed thermally stable surfaces are apparently in conflict. To clarify this issue, a transmission electron microscope is used to investigate these problems in situ with elaborately designed carbon‐shell‐capsulated Ag NCs. It is demonstrated that the {111} surfaces are still thermally stable at elevated temperatures, and the victory of the formation of {110} surfaces over {111} surfaces on the Ag NCs during sublimation is due to the special crystal geometry. It is found that the Ag NCs behave as quasiliquids during sublimation, and the cubic NCs represent a featured shape evolution, which is codetermined by both the wetting equilibrium at the Ag–C interface and the relaxation of the system surface energy. Small Ag NCs (≈10 nm) no longer maintain the wetting equilibrium observed in larger Ag NCs, and the crystal orientations of ultrafine Ag NCs (≈6 nm) can rotate to achieve further shape relaxation. Using sublimation kinetics, the mean surface energy of Ag NCs at 1073 K is calculated to be 1.1–1.3 J m^?2.     

Effects of Ag Layer on the Structure and Magnetic Properties of FePt:AlN Composite Films

[AlN/FePt] 10 , [AlN/FePt] 10 /Ag and Ag/[AlN/FePt] 10 thin films were deposited by magnetron sputtering onto 7059 glass substrates, then were annealed at 550 °C for 30 min. It is found that introducing non-magnetic Ag underlayer can improve the ordering and (001) preferred orientation of FePt grains. Furthermore, the (001) texture of FePt grains increases with increasing Ag underlayer thickness. However, with Ag top layer given, it can only be observed that the ordering of FePt grains was promoted.     

不锈钢表面处理对Cr2O3薄膜太阳能选择吸收性能的影响

采用Sol-gel法以及浸渍提拉法在不锈钢表面制备了Cr2O3选择性吸收薄膜。分别采用喷砂处理和氧化液腐蚀两种方式对不锈钢进行表面处理,考察不同表面处理方式对Cr2O3太阳能选择吸收薄膜性能的影响。用Lambda 750型UV-Vis-NIR分光光度计和Tensor 27型BRUKER红外光谱仪分别测试薄膜在可见-近红外光谱区和红外光谱区的反射光谱。结果表明,氧化液处理的不锈钢基体,其表面所涂覆薄膜的红外发射率明显降低,发射率由喷砂基体的0.465降低到0.186,具有良好的选择吸收性。     

复合纳米金膜的制备及其光学性质

本文利用化学还原法制备了不同尺寸的金纳米颗粒,并利用离子自组装多层技术在玻璃基底上沉积了基于金纳米颗粒的复合纳米金膜,研究了颗粒尺寸和成膜厚度对复合金膜光学性质的影响。不同比例的柠檬酸钠与氯金酸产生的金纳米颗粒溶液的紫外-可见光谱随着金颗粒直径增大而红移展宽。适量比例的柠檬酸钠与氯金酸能够产生平均直径为14±1.2nm且尺寸分布均匀的金纳米球;其溶液在518nm处有一特征吸收峰。不同大小的金纳米颗粒形成的薄膜的紫外-可见光谱形状不同,局域表面等离子体共振峰的位置随着颗粒直径的减小而向短波方向迁移。薄膜的沉积层数越多,薄膜表面的颗粒分布越均匀,局域表面等离子体峰的峰值变化也将减小。本工作证实了利用离子自组装多层技术能够快速、简易、低成本地在玻璃基底上沉积具有局域表面等离子体共振的复合纳米金膜。     

BaTiO3基Au纳米颗粒复合薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)方法,成功的将高体积百分比的Au纳米颗粒复合到BaTiO₃的非晶薄膜中,并对其光学性质进行了研究.用XRD、TEM、椭偏仪、吸收光谱、光克尔效应0KE(Optical Kerr Effect)方法对薄膜进行了表征和测试.从吸收光谱观察到表面等离子体共振SPR(Surface Plasma Resonance)峰随热处理温度升高而红移的现象.光学非线性测试表明薄膜具有高的三阶非线性极化率x⁽³⁾和超快的响应时间.     

银钠米粒子/二氧化钛复合薄膜的溶胶凝胶法制备及其光学性质的研究

用溶胶凝胶法制备了含纳米级银粒子的TiO2 薄膜。对薄膜进行了XRD、TEM、XPS等测试 ,发现空气中 60 0 - 80 0℃热处理形成了含 4 - 4 5nm的Ag金属粒子的锐钛矿和金红石多晶薄膜。Ag微粒子随热处理温度升高而增长。这些薄膜在可见光区有一个较宽的吸收峰。     

银纳米粉的比表面积研究

采用阳极弧放电等离子体方法制备了高纯银纳米粉末.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、晶体结构、粒度进行性能表征.利用静态表面吸附仪依据BET多层吸附原理,在液氮温度下(78K)和气体饱和蒸气压力范围内测试样品对N2的吸附-脱附等温线,用图解法根据吸附等温线求出单层吸附容量,由BET吸附公式计算出纳米粉末比表面积.结果表明:银纳米粉末的晶体结构为fcc结构,粒径范围在10～50nm,平均粒径为26nm,比表面积为23.81 m2/g.