Ag掺杂In2S3薄膜的拉曼光谱研究

利用拉曼光谱结合XRD与SEM测试对未掺杂与Ag掺杂的In2S3薄膜进行分析了研究。XRD测试结果确定了In2S3的物相,并表明掺杂后晶粒尺寸发生一定的变化;拉曼光谱研究表明,掺杂后232、272及300cm-13条拉曼谱线发生红移,这是由于掺杂后晶格膨胀引起的。结合部分拉曼谱线半高宽的展宽证实了掺杂后薄膜中存在间隙Ag原子;SEM的测试结果进一步证实Ag掺杂后In2S3晶格存在膨胀,并说明了In2S3薄膜的生长方式     

氧化锌薄膜的拉曼光谱研究

利用拉曼光谱结合X射线衍射分析对未掺杂和掺杂的ZnO薄膜，陶瓷薄膜进行了研究，ZnO薄膜及ZnO陶瓷薄膜均由sol-gel法制备，掺杂组份有Bi2O3,Sb2O3,MnO和Cr2O3等。结果表明，未掺杂的薄膜的ZnO主晶相均表现出显著的定向生长特征，其拉曼光谱特征谱峰为437cm^-1，谱峰强度随薄膜退火温度的提高略有增强，掺杂后ZnO的拉曼谱峰发生了红移，掺Bi2O3后ZnO的拉曼谱峰由347cm^-1移质移至434cm^-1，掺Sb2O3后ZnO的拉曼谱峰移至435cm^-1，而掺杂Bi2O3,Sb2O3,MnO和Cr2O3等组份的ZnO陶瓷薄膜的ZnO拉曼谱峰则移至434cm^-1，说明掺杂元素进入了ZnO晶格，引起了晶格的变化，ZnO薄膜性能不仅受次晶相组成的影响，而且受因掺杂元素进入而引起的ZnO晶格畸变的影响。     

Ag掺杂对La2/3A1/3MnO3（A=Ca、Sr、Ba）材料电学性能的影响

采用化学共沉淀法制备了La2/3A1/3MnO3:Agx(A=Ca、Sr、Ba,LAMO:Agx,x=0、0.1、0.2、0.3、0.4 mol%)多晶复合材料。XRD结果表明实验制备了纯相LAMO:Agx样品,Ag+离子A位替代致使LCaMO:Agx和LSrMO:Agx晶格常数和晶胞体积发生微小膨胀,LBaMO:Agx晶格常数和晶胞体积发生微小收缩;R-T测试结果表明LCaMO:Agx的电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)数值在x=0.4、Tk=271.3 K(Tk为TCR位于最大值时对应的温度数值)时具有最大值为28%/K。SEM分析结果表明,随着Ag掺杂量增加,LCaMO晶粒尺寸增大,晶粒均匀性和规则性得以改善,晶化质量得到提高。通过Ag微观掺杂机制对LAMO复合材料的TCR数值增强进行了分析讨论。     

La/TiO2-SiO2薄膜的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的La／TiO2-SiO2复合薄膜．通过XRD、FE-SEM和AFM研究了复合薄膜的微观结构，采用紫外光照射下亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．结果表明：La掺杂可显著提高TiO2-SiO2复合薄膜的光催化活性，以5％掺杂量为最佳，其光降解率比掺杂前提高了约23％．薄膜活性提高的主要原因是La掺杂后细化了TiO2的晶粒，提高了薄膜的比表面积，使其具有更高的氧化还原电势，La^3＋取代Ti^4＋进入到TiO2晶格，引起晶格膨胀，这种不同价离子的取代导致TiO2粒子表面电荷分布不平衡，从而提高了光生电子-空穴的分离效率．     

钒掺杂纳米TiO2薄膜的结构和光吸收性能

采用磁控溅射法制备了不同V含量的纳米TiO₂薄膜,利用SEM、XRD、Raman光谱和UV-vis吸收光谱对V掺杂TiO₂薄膜的表面形貌、结晶特性、晶格应力和光吸收性能进行了分析.结果表明,V掺杂可促进TiO₂薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的哑铃状晶粒,且可抑制薄膜的晶格膨胀和金红石型晶粒的生成.V掺杂TiO₂薄膜处于压应力状态,且应力随V含量增加而增大.V掺杂使导带底向带隙延伸,TiO₂薄膜光学带隙变窄,光响应范围从紫外区红移到可见光区域,提高了薄膜对可见光的吸收率.     

Ag/TiO2薄膜结构和光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术制备了Ag掺杂的TiO2薄膜.用XRD、氮吸附法、UV-VIS-NIR分光光度计以及XPS对Ag掺杂后TiO2薄膜结构的变化进行了分析;用分光光学法通过在紫外光照下分解亚甲基蓝的实验比较了TiO2薄膜与Ag/TiO2薄膜的光催化性能.结果发现,掺杂适量的Ag有助于TiO2薄膜光催化氧化性能的提高,原因在于:（1）Ag通过引入耗尽层提高了TiO2的电荷分离能力,并吸引空穴向薄膜表面移动,结果使薄膜表面空穴的浓度提高,薄膜光催化效率提高;（2）Ag减小了TiO2粒子的粒径,使TiO2禁带宽度增大,薄膜光催化氧化的能力提高;（3）Ag掺杂后,TiO2薄膜表面对-OH基和水的吸附增加,使光照后TiO2薄膜表面活性自由基·OH的浓度增加,空穴向薄膜所吸附物质的转移能力提高.     

Tm3+/Ho3+共掺硫卤玻璃的2.00μm荧光特性研究

通过真空熔融淬冷法制备了不同浓度Tm3+/Ho3+离子共掺的70GeS2-20In2S3-10CsI玻璃样品,分析了样品的热稳定性及拉曼光谱,测试了样品的吸收光谱以及808 nm激光泵浦下Ho3+:5I7→5I8辐射跃迁对应的2.00μm荧光光谱特性.结果表明:Tm3+离子掺杂浓度为0.25mol%时,随着Ho3+离子掺杂浓度从0.05mol%增加到0.125mol%,Tm3+离子在1.86μm的发光强度逐渐减弱,Ho3+离子2.00μm荧光明显增强,表明Tm3+/Ho3+离子之间存在有效的能量转移.     

Zn0.98Nd0.02O室温拉曼特性和伏安特性

通过固相反应工艺制备了Zn0.98Nd0.02O纳米颗粒,射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了Zn0.98Nd0.02O薄膜。应用XRD、AFM以及拉曼光谱等手段,分析了Zn0.98Nd0.02O纳米颗粒与薄膜的结构,并测试了Zn0.98Nd0.02O薄膜的室温伏安特性。表明Nd掺杂没有改变ZnO纤锌矿结构,Zn0.98Nd0.02O颗粒为纳米多晶粉末态,其薄膜为沿(100)、(101)方向生长的纳米多晶结构,表面形貌粗糙。拉曼光谱分析表明,Zn0.98Nd0.02O颗粒的局部应力增大,晶格畸变缺陷增加,缺陷态比较复杂,导致拉曼峰发生频移。Zn0.98Nd0.02O薄膜的室温I-V曲线表明了Zn0.98Nd0.02O薄膜的非线性导电特性。其非线性导电特性源于,薄膜中的载流子受外加电场在薄膜中所产生热激发进入导带导电,环境光中能量高于ZnO带隙的光子引起的光电导效应,以及薄膜中纳米粒子间的隧穿导电。在光辐照作用下,提高了薄膜内浅施主缺陷浓度,降低了薄膜的表面电阻率,增强了Zn0.98Nd0.02O薄膜的导电能力。     

掺Ho^3＋钛酸锶钡薄膜的结构及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了1mol%、3mol%、5mol%、8mol%Ho3 掺杂的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜,研究了薄膜的表面AFM、XRD谱,光学透射谱和光致发光谱.结果表明:Ho3 浓度从1mol%增加到8mol%时,BST薄膜的晶格常数先增大后减小;位于615、650和750nm处的发光,分别对应5F3→5F7、5F5一fF8和5S2、5F4一5F7的跃迁,发光谱和5S2,5F4的寿命谱分析表明,在Ho3 浓度为3mol%时三个发光带强度均最大.并分析了Ho3 与Ba2 /Sr2 /Ti4 的离子位置替代机制及交叉弛豫机制.     

超声喷雾热解法制备含La纳米TiO_2涂层的研究

利用超声喷雾热解法在玻璃衬底上制备了La3+掺杂纳米TiO2涂层,并在500℃及空气氛围下退火2h。利用XRD、拉曼光谱、SEM和UV-Vis等测试手段对其晶体结构与光学特性进行了分析,研究了不同La3+掺杂浓度对TiO2涂层结构与光学特性的影响。XRD和Raman光谱结果表明,制得的涂层为锐钛矿型纳米TiO2结构,La3+掺杂对纳米TiO2的晶体结构没有明显的影响,抑制了其晶体的生长。UV-VIS透过光谱表明,La3+掺杂导致涂层光吸收边红移及禁带宽度减小。当La3+掺杂浓度为1%时,样品的禁带宽度减小到2.93eV,扩大了纳米TiO2涂层的光谱吸收范围。     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

碳掺杂TiO2纳米管电极的简易制备及其光电化学性能

通过阳极氧化方法制备了TiO₂纳米管薄膜, 在NaHCO₃存在下对该薄膜进行热处理得到碳掺杂TiO₂(C-TiO₂)纳米管薄膜, 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky等方法对得到的薄膜进行表征。XRD结果表明C-TiO₂纳米管薄膜中的TiO₂主要为锐钛矿晶型; SEM结果显示薄膜存在纳米管结构; XPS分析表明C-TiO₂纳米管薄膜中的C以替代型掺杂形式进入到TiO₂晶格中; 光电化学性能测试显示, 相对于TiO₂纳米薄膜, C-TiO₂阻抗减小, 平带电位由-0.28 V负移至-0.38 V, 具有更好的紫外-可见光和可见光响应, 紫外-可见光下的光电流是未掺杂的1.7倍。利用阳极氧化的Ti丝作为光阳极和Pt丝作为对电极组装了染料敏化太阳能电池并进行了性能测试, 结果表明, 经过碳掺杂的Ti /TiO₂丝为光阳极电池的短路电流密度和电池效率分别达到0.17 mA/cm²和3.8%, 较未掺杂的Ti/TiO₂丝为光阳极的电池的短路电流密度和电池效率均增大, 表明适量的碳掺杂有利于提高电池效率。     

Sb掺杂Sn2S3薄膜的表征及电学特性

真空蒸发制备Sb掺杂Sn2S3多晶薄膜。研究不同比例Sb掺杂对Sn2S3薄膜的电学、结构、表面形貌、化学组分的影响,实验给出掺Sb5%薄膜经380℃热处理30 min可获得结构良好正交晶系的Sn2S3∶Sb多晶薄膜,薄膜的电阻率从未掺杂时的79kΩ.cm降到23.7Ω.cm,下降了三个数量级。Sn2S3薄膜表面为颗粒状,体内化学计量比Sn/S为1∶1.49,与标准计量比非常接近;掺Sb(5%)后为1∶0.543,Sn过量。Sn和S以Sn2+,Sn4+,S2-形式存在于薄膜中;Sb元素显示正5价,部分Sb5+进入晶格替位Sn4+。     

提拉法制备自清洁型Ag/AgCl/GO表面增强拉曼基底

采用化学还原法制备Ag溶胶,采用水热法制备AgCl溶胶,利用提拉法在石英基片上通过交替提拉氧化石墨烯(GO)、Ag溶胶、AgCl溶胶,制备出了Ag/AgCl/GO复合薄膜并可用作表面增强拉曼基底。采用SEM,XRD,UVVis以及激光拉曼光谱测试仪对复合薄膜的成分、结构及性能进行表征。结果表明,通过提拉法成功地制备出了Ag/AgCl/GO复合薄膜,Ag/AgCl/GO复合薄膜具有较强的表面增强拉曼散射(SERS)性能和可见光光催化性能;AgCl的引入使得Ag/AgCl/GO复合薄膜具有自清洁性能,自清洁性能使得基底可以重复利用。     

脉冲激光沉积法生长In掺杂SrTiO3薄膜及其微观结构研究

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在MgO/TiN/Si(100)衬底上,生长不同In掺杂量的SrInxTi1-xO3(x=0、0.1、0.2)薄膜,研究In掺杂及本征SrTiO3(STO)缓冲层对薄膜结晶性能,表面形貌、生长模式及紫外拉曼光谱特性的影响.结果表明,In掺杂导致薄膜结晶度降低,通过引入本征STO缓冲层可有效提高In掺杂STO薄膜的结晶度,增强薄膜的(200)择优取向性.然而随In掺杂量的增加,薄膜表面平均粗糙度增大;生长模式由层状生长转变为岛状-层状复合模式;拉曼一次声子振动模式峰强逐渐增强,说明薄膜的晶体对称性降低.     

钒掺杂纳米TiO2薄膜的结构和光吸收性能

采用磁控溅射法制备了不同V含量的纳米TiO₂薄膜,利用SEM、XRD、Raman光谱和UV-vis吸收光谱对V掺杂TiO₂薄膜的表面形貌、结晶特性、晶格应力和光吸收性能进行了分析.结果表明,V掺杂可促进TiO₂薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的哑铃状晶粒,且可抑制薄膜的晶格膨胀和金红石型晶粒的生成.V掺杂TiO₂薄膜处于压应力状态,且应力随V含量增加而增大.V掺杂使导带底向带隙延伸,TiO₂薄膜光学带隙变窄,光响应范围从紫外区红移到可见光区域,提高了薄膜对可见光的吸收率.     

C掺杂浓度对ZnO薄膜电学和结构的影响

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上成功制备了不同C掺杂浓度的ZnO∶C薄膜,借助于X射线衍射仪(XRD)、霍尔测试(Hall)、X射线光电子谱(XPS)和拉曼散射光谱(Raman)等测试手段系统研究了ZnO薄膜的结构、电学以及拉曼特性并分析了C在ZnO薄膜中存在形式。结果表明,所有薄膜都呈纤锌矿结构并具有高度的c轴择优取向。随着C掺杂浓度的增加,薄膜的n型导电性能不断增强,其主要原因是ZnO薄膜中的C替代Zn位起施主作用。     

掺磷硅薄膜的微结构及光电特性研究

采用拉曼（Raman）散射谱、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对掺磷硅薄膜的微结构进行了分析,并对掺杂前后薄膜的暗电导进行了测试,结果表明：掺P后导致薄膜的非晶化.与本征μc-Si：H薄膜相比,掺杂后薄膜暗电导率略有降低,同时在紫外-可见光区的透光率降低,但降低的程度与具体的沉积条件有关,同时研究发现掺杂薄膜容易进行快速光热退火晶化.     

Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的制备及性能

为了研究Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的制备工艺及性能,选取Fe3+掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素设计正交实验,利用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂TiO2纳米粉体,通过拉曼光谱、X射线衍射、透射电镜等检测技术对粉体性能进行表征。结果表明,与溶胶-凝胶法制备的纯TiO2纳米粉体相对比,Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的X射线衍射峰强度降低,晶粒细化,拉曼光谱谱峰宽化、蓝移;对甲基橙溶液的降解实验表明Fe3+掺杂TiO2纳米粉体光催化活性明显提高。     

磁控溅射与硫化热处理制备β-In_2S_3薄膜及光电性能

采用磁控溅射预制In薄膜和硫化热处理工艺制备了性能优良的β-In2S3薄膜。应用XRD、拉曼光谱仪及UV-Vis测试仪对薄膜的品质进行了分析,并测试了薄膜的光学与电学性能。结果表明,溅射功率和硫化热处理温度是影响薄膜品质的主要因素,比较合适的溅射功率为100~140 W,硫化热处理温度为450℃,过高的热处理温度容易在薄膜中形成缺陷,在薄膜生长过程中容易产生In5S4杂相,相比之下,溅射气体压强对薄膜品质的影响较小,溅射气体压强可选择在0.4~0.6Pa。光学与电学性能测试结果指出,得到的β-In2S3薄膜具有良好的光谱透过率,属n型半导体,可用于太阳能电池缓冲层。