立方相MgxZn1-xO纳米晶体薄膜的物理特性

介绍了在Si衬底和石英玻璃衬底上生长的立方相MgxZn1-xO(0.55≤x≤1)晶体薄膜的物理特性,AFM和XRD等微结构特性表征显示了良好的表面形貌和高度的(111)取向生长特性.采用Manifacier方法,根据透射光谱中的干涉峰,计算得到立方相MgxZn1-xO薄膜的折射率.与已报道的六方相MgxZn1-xO(0≤x≤0.5)薄膜的折射率相类似,在400～800nm的可见光区域,不同Mg含量的立方相MgxZn1-xO薄膜,其折射率随入射波长的色散关系遵循一阶Sellmeier方程.对给定400nm的入射光波长,当薄膜中的Mg含量由55%增至100%时,其折射率由1.89衰减至1.73.     

石英衬底上生长的立方相Zn1-xMnxO薄膜及其光学、磁学特性

采用电子束反应蒸发法，（MnO）y（ZnO）1-y（y≥0．3）陶瓷靶作为蒸发源，高心含量的Ar/O2混合气为反应气体，在石英玻璃衬底上生长得到Mn含量超过50％（原子分数）的Zn1-xMnxO薄膜。场发射扫描电子显微镜和X射线衍射测量显示x〉O．5的Zn1-xMnxO薄膜呈单一晶相的立方相、岩盐矿结构。这与采用abinifio方法计算得到的结果一致（作为简化，计算时未考虑Mn的自旋的影响），即对于x≥0．5的Zn1-xMnxO材料体系，其取类MnO的立方岩盐矿结构比取类ZnO的六方相纤锌矿结构更稳定。对石英玻璃基Zn1-xMnxO薄膜的紫外．可见透射光谱测量表明，随着Mn含量从0增大到0．68，Zn1-xMnxO薄膜的光学带隙从3．35eV增大到5．02eV．磁性测量结果表明，所制备立方Zn0.32Mn0.68O薄膜在室温下没有表现出宏观磁性．     

MgxZn1-xO薄膜的结构特性研究

采用射频磁控溅射法在80℃衬底温度下制备了MgxZn1-xO（x=0．23）薄膜，用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、喇曼（Raman）光谱和原子力显微镜（AFM）研究了薄膜的结构特性．XRD和HRTEM分析结果表明MgxZn1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构，且具有沿c轴的择优取向，晶格常数与ZnO晶体的近似相等．Raman光谱不仅揭示MgxZn1-xO薄膜具有六角纤锌矿结构，而且也表明MgxZn1-xO薄膜的结晶质量比在相同条件下制备的ZnO薄膜好．AFM图像则显示出MgxZn1-xO薄膜为多晶结构．     

Si(111)衬底上生长的立方MgxZn1-x晶体薄膜

在国际上第一次采用电子束反应蒸发法在Si(111)衬底上生长了MgxZn1-xO晶体薄膜。能量色散X射线(EDX)特征能谱及X射线衍射(XRD)分析表明薄膜呈立方结构，薄膜的晶面取向依赖于生长温度，在200℃温度下生长得到高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜，温度过高时得到多晶薄膜。对高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜的光荧光激发谱(PLE)分析表明其光学带隙为4．20eV，相对于MgO的带隙红移量为3．50eV。XRD分析还表明立方MgxZn1-xO薄膜与MgO衬底之间的晶格失配仅为0．16％。这使得高质量立方MgxZn1-xO多量子阱材料的制备成为可能。     

镁含量和热处理对Zn_(1-x)Mg_xO薄膜结构的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了Zn1-xMgxO(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)薄膜。X射线衍射谱测试结果发现,在0.1x0.3范围内薄膜仍然保持纤锌矿结构,(002)衍射峰向大角度方向移动,超过0.3时出现氧化镁立方相。对于Zn0.7Mg0.3O薄膜,在5、5.5、6℃/min的升温速率下,升温速率越快结晶程度越好。在相同升温速率下,随着退火温度从500℃升高到560℃,样品的结晶程度变好,当退火温度达到590℃时结晶程度变差。     

退火温度对射频磁控溅射法生长的Mg0.16Zn0.84O薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射的方法在硅衬底上生长出高质量的Mg0.16Zn0.84O薄膜.用X射线(XRD)、原子力显微镜(AFM)分别研究了在200、400、600和800℃下空气中退火2h的Mg0.16Zn0 84O薄膜的结构、表面形貌.结果表明,Mg0.16Zn0.84O薄膜是六角纤锌矿结构,具有沿与衬底垂直的C轴的择优取向;随着样品退火温度的升高,(002)衍射峰强度明显增强,衍射峰半高宽(FWHM)由0.86°单调地降低到0.40°,晶粒大小明显增大,最大的高达400nm以上.用TV1900型双光束紫外可见分光光度计测量了淀积在蓝宝石衬底上的Mg0.16Zn0.84O薄膜室温的透射谱,得到可见光区的平均透过率约为95%,进而估算出Mg0.16Zn0.84O薄膜的带隙宽度约为3.58eV.     

衬底温度对电子束反应蒸发生长的ZnxCo1-xO薄膜性能的影响

采用电子束反应蒸发法生长ZnxCo1-xO薄膜。通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、光致荧光光谱（PL）、室温M-H曲线等测量研究衬底温度对Zn0∞C00-250薄膜微结构及光学、磁学特性的影响。结果表明，250～350℃温度范围内生长的Zn0.75Co0.25O薄膜具有单一的纤锌矿结构，但当温度超过400℃时产生CoO杂相偏析。在300或350℃衬底温度下生长Zn0.75Co0.25O薄膜具有室温铁磁性，PL测量结果表明Zn0.75Co0.25O薄膜的室温铁磁性很可能起源于氧空位缺陷诱导的自旋劈裂杂质带机制．而250℃生长Zn0.75Co0.25O薄膜在室温下呈现超顺磁性，超顺磁性的产生是Zn0.75Co0.25O晶粒的小尺寸效应所导致。     

立方MgxZn1-xO晶体薄膜的制备和性能

采用低温物理沉积技术在二氧化硅衬底(SiO2/Si(100))和石英玻璃上生长出了MgxZn1-xO(x＞0.5)晶体薄膜,并用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)图谱和紫外-可见光透射光谱对其进行了表征.结果表明,在SiO2/Si(100)和石英玻璃衬底上沉积的MgxZn1-xO(x＞0.5)晶体薄膜表面平整,均呈立方结构,且具有高度的(001)择优取向.立方MgxZn1-xO薄膜具有从紫外到近红外波段良好的透明性,折射率为1.7～1.8,随着波长的增大或Mg组分的增大而降低.     

高质量ZnO薄膜的退火性质研究

在LP－MOCVD中，我们利用Zn(C2H5)2作Zn源，CO2作氧源，在（0002）蓝宝石衬底上成功制备出皮c轴取向高度一致的ZnO薄膜，并对其进行500℃-800℃四个不同温度的退火。利用XRD、吸收谱、光致发光谱和AFM等手段研究了退火对ZnO晶体质量和光学性质的影响。退火后，（0002）ZnO的XRD衍射峰强度显著增强，c轴晶格常数变小，同时（0002）ZnOX射红衍射峰半高宽不断减小表明晶粒逐渐增大，这与AFM观察结果较一致。由透射谱拟合得到的光学带隙退火后变小，PL谱的带边发射则加强，并出现红移，蓝带发光被有效抑制，表明ZnO薄膜的质量得到提高。     

MgZnO薄膜的制备及其光电特性

采用射频磁控溅射用x=0.00～0.45的MgxZn1-xO陶瓷靶在Si（100）和石英衬底上生长一系列的MgxZn1-xO薄膜。用XRD、XPS、透射谱和光电导谱对样品进行表征。结果表明用MgxZn1-xO薄膜在x≤0.325时具有单一（002）取向的六方结构,其禁带宽度Eg随x增加而增大,在薄膜表面入射光能量大于禁带宽度时有光电响应,并且在x=0.325时得到了禁带宽度为4.90eV的MgxZn1-xO薄膜。在x≥0.40时出现立方相结构,禁带宽度有所减小,说明此时已为混相薄膜。     

混炼工艺对SBR/BR/CB共混硫化胶性能的影响

为了研究混炼工艺对最终硫化胶性能的影响,利用HAAKE转矩流变仪对不同配比的丁苯橡胶/顺丁橡胶/炭黑进行混炼,混炼采用两种不同的混炼顺序——一种是炭黑首先与丁苯橡胶(SBR)混炼,然后加入顺丁橡胶(BR)混炼;另一种是BR与炭黑混炼之后再加入SBR进行混炼。对制得共混物进行结合胶含量、拉伸以及动态力学性能测试。结果显示,在相同配比下,炭黑首先跟份数多的富相橡胶混炼可以得到较多的结合胶,有利于体系的补强;动态力学测试结果表明硫化胶的粘弹特性受第一段混炼所用橡胶的影响较大,炭黑与柔顺性较好的BR先混炼,共混体系工艺相容性较好。     

Li2O/K2O物质的量比对P2O5-Al2O3-BaO-Li2O-K2O磷酸盐玻璃热光性能的影响

通过高温熔融法制备了不同Li_2O/K_2O物质的量比的磷酸盐玻璃,研究了其热学性能和热光性能。采用干涉仪法测试了玻璃的折射率温度系数dn/dT,并进一步计算获得了热光系数。结果表明:随着Li_2O/K_2O物质的量比的增大,玻璃的转变温度Tg、软化温度Tf、热膨胀系数α皆出现极值点,呈现明显的混合碱效应;而玻璃的热光系数dS/dT随着Li_2O含量增加而增大,当Li_2O/K_2O物质的量比为9∶6时,玻璃的dS/dT为0.08×10~(-6)/K;在磷酸盐体系中可获得具有零热畸变的光学玻璃。     

Structural, optical and electrical properties of high-k ZrO2 dielectrics on Si prepared by plasma assisted pulsed laser deposition

ZrO₂ films were grown on p-type Si(100) using plasma assisted pulsed laser deposition and the electrical characteristics of the ZrO₂ dielectrics incorporated in metal oxide silicon (MOS) capacitors were studied in combination with their structural and optical properties. The ZrO₂ dielectric layers are of polycrystalline structure with a monoclinic phase and show good interfacial properties without obvious SiO_x interface. The electrical performance of the capacitors exhibits typical MOS-type capacitance-voltage (C-V) and leakage current density-voltage (J-V) characteristics. Thermal annealing of the ZrO₂ dielectrics results in an improvement in C-V and J-V characteristics and a reduction in C-V hysteresis without obvious introduction of leakage paths for the fabricated MOS capacitors. The dielectric constant was calculated to be 15.4 and the leakage current density was measured to be 6.7 × 10^− 6 A/cm² at a gate voltage of + 1.0 V for 900 °C annealed ZrO₂ dielectric layers with an equivalent oxide thickness of 5.2 nm.     

Electrical and non-linear optical studies on electrospun ZnO/BaO composite nanofibers

Nanocapacitors and nonvolatile ferroelectric random access memories require nanoscale thin film coatings with ferroelectric properties.One dimensional ferroelectric nanofibers are used in ferroelectric...     

湿热循环对Nomex蜂窝/环氧树脂夹层复合材料性能的影响

通过对Nomex/环氧树脂夹层复合材料1(1号材料)和Nomex/环氧树脂夹层复合材料2(2号材料)进行7天和14天湿热循环,测定了其吸湿、脱湿曲线,实验结果表明,1号材料的饱和吸湿率和水分保持率均低于2号材料,1号材料具有更好的耐湿热性,分别对循环前后的材料进行力学性能和介电性能测试。结果表明,湿热循环对材料的剪切性能造成较大影响,其中对2号材料的影响尤为显著,1号材料的力学性能保持能力大于2号材料;同时,还讨论了湿热循环前后两种材料的介电常数和损耗角正切的变化情况。     

新型炭/陶复合电热材料的研制

选取膨润土作为陶瓷基体,以鳞片石墨、预处理石墨及炭黑作为导电原料,碳化硅作为增强原料,经球磨混合、50MPa模压成型和1000℃热处理3h后制备出炭/陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行表征,并对其通电发热性能、力学性能和抗氧化性能进行了测试和分析。所制备的炭/陶复合材料具有优异的电热性能,在交流低电压（10V）下即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定,研制的样品中最高发热温度可达643℃。通过调整碳化硅含量,复合材料抗弯强度可达14.3MPa。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其明显氧化失重温度升高200℃左右。     

Ekonol/G/MoS2/PEEK复合材料的力学性能

用模压方法制备了Ekonol／G／MoS2／PEEK复合材料，并对其力学性能(含拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和压缩强度)进行了研究。结果表明：Ekonol的加入，使Ekonol／G／MoS2／PEEK复合材料的压缩强度提高，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有所降低．但并不妨碍其作为结构零件使用；当Ekonol含量为25％左右时，复合材料具有较为理想的综合力学性能。     

纳米氢氧化镁阻燃聚丙烯体系的性能研究

研究了自制的低成本纳米氢氧化镁与市售普通微米氢氧化镁填充的聚丙烯塑料的阻燃性能和力学性能.氧指数测试和拉伸测试的数据表明,在相同填充质量份数下,纳米氢氧化镁填充的聚丙烯体系具有更高的氧指教、拉伸强度和断裂伸长率.对2种填充体系复合材料断口的场发射扫描电镜(FESEM)观察发现,纳米氢氧化镁与聚夸物基体的相容性更好,两者界面间的粘结力更强.因此,填充纳米级氢氧化镁的聚丙烯塑料具有更优异的阻燃性能和力学性能.     

淀粉/聚丙烯腈共混改性纤维的研究

以二甲基亚砜(DMSO)/二甲基乙酰胺(DMAc)为复合溶剂,制备了淀粉(St)/聚丙烯腈(PAN)共混纺丝溶液,纺制了St/PAN共混改性纤维,分析和讨论了St/PAN纺丝溶液的混溶性,初步研究了St/PAN共混改性纤维的性能.结果表明,虽然St与PAN热力学不相容,但选用适当的复合溶剂,仍可制得具有较好动力学稳定性和纺丝可纺性的溶液,进而制备力学性能较好的St/PAN共混改性纤维.     

聚乳酸/木粉复合材料的力学及吸水性能研究

采用聚乳酸（PLA）及偶联剂马来酸酐（MAPP）对木粉进行改性,研究采用熔融共混方法制备的聚乳酸/木粉复合材料的力学性能、吸水性能、微观特性,以及宏观与微观之间的联系。研究结果表明力学性能方面,随着木粉含量从10g增加到25g,最大拉力增加了4倍,抗拉强度增加了3倍;偶联剂使用后,最大拉力和抗拉强度较未使用前最大增加值都超过了1倍。吸水性能方面,随着木材成分的增加,复合材料的吸水率同时增加,2和24h增重最多分别为2.85%和8.12%;偶联剂的使用降低了复合材料的吸水率,2和24h增重最多分别为0.72%和3.58%。最后使用电子扫描显微镜（SEM）观察发现同样木粉含量,添加偶联剂后界面更加光滑,PLA与木粉之间的粘合更紧密。