热氧化对钛合金表面氧化层的影响

对钛合金Ti6Al7Nb(以下简称TAN)和Ti6Al4V(以下简称TAV)通过热氧化处理获得表面氧化层,用金相显微镜、维氏硬度计、XRD和XPS等手段对氧化层的性能进行表征。结果表明:相同氧化温度和氧化时间,TAN合金较TAV合金表面形成的氧化层更薄、致密度更好;合金表面硬度随热氧化温度的升高和氧化时间的延长而增加,但温度过高(TAN:1000℃;TAV:900℃)会使氧化层疏松多孔,硬度反而会下降;通过XPS对不同温度短时间氧化样品进行表面分析发现,氧化温度对合金中Nb添加元素的氧化行为影响较小,对V添加元素的氧化行为影响剧烈。两种合金元素对氧化过程有着显著的影响。     

ZnO薄膜的同质外延生长及其结构表征

利用等离子体辅助分子束外延的方法在ZnO单晶衬底上制备了ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、同步辐射掠入射XRD和φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构。XRD和φ扫描的结果显示同质外延的ZnO薄膜已经达到单晶水平。掠入射XRD结果表明ZnO薄膜内部不同深度处a方向的晶格弛豫是不一致的,从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处,a方向的晶格常数分别为0.3249,0.3258和0.3242 nm。计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.156,同质外延的ZnO薄膜与衬底在a轴方向的晶格失配度为-0.123%。     

In掺杂和退火对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构和光电性质的影响

用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备出ZnO和In掺杂的ZnO(ZnO∶In)薄膜,研究了In的掺杂和退火对薄膜的结构和光电性质的影响。所制备的薄膜为纤锌矿结构的ZnO相,In的掺杂有利于ZnO薄膜的c轴择优生长,并且使其表面更加致密平整,退火提高了薄膜的结晶行为,但使得薄膜的表面有部分团聚形成。由于In3+替代了Zn2+,提供了一个多余的电子,ZnO薄膜的电阻率从28.9Ω.cm降低到4.3×10-3Ω.cm。由于载流子浓度的增加和晶格尺寸的拉长,In的掺杂使得ZnO薄膜的禁带宽度增加;空气中退火后薄膜的载流子浓度降低和晶格尺寸的减小,使得禁带宽度降低。ZnO薄膜在可见光范围的透光率在90%以上,受In的掺杂和退火的影响不大。室温下用325 nm的激发光源测试了样品的光致发光(PL)谱,发现In的掺杂对薄膜的PL谱影响不大,而退火后的ZnO薄膜在446 nm处的蓝光发射明显增强,更适合于作为蓝色发光器件。     

溶胶凝胶法制备Cu掺杂ZnO纳米薄膜及其表征

采用溶胶-凝胶法制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计和伏安特性测试等研究了Cu掺杂量对薄膜微观结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明:所得Cu掺杂ZnO薄膜为六角纤锌矿多晶结构,有CuO杂质相生成。随Cu掺杂量的增加,薄膜晶粒长大,且样品粒度均匀,平均粒径约53 nm。Cu掺杂ZnO薄膜具有良好的透光性,在可见光范围内的平均透射率超过80%,最大可达90%以上。Cu掺杂浓度为0.001%时,所得ZnO薄膜的导电性明显优于其他掺杂条件下的样品。     

Synthesis and Characterization of ZnO and Ni Doped ZnO

ZnO and Zn_1−x Ni _x O (x=1, 2 and 3 mol %) were prepared by the sol gel via ultrasonication method with the Ni concentrations of 1, 2, and 3 mol %. The samples were characterized by high resolution scanning electron microscopy, X-ray diffraction, TEM, and UV-DRS spectroscopy. The XRD spectrum reveals that all the samples are of hexagonal wurtzite structures. The crystallite size decreases with increasing Ni concentration. The Ni concentration is determined by the energy dispersive X-ray technique. From the UV spectra, upon Ni doping the characteristic peak is red shifted which is the indication of decrease in the band gap. Magnetization measurements reveal that Ni doped ZnO shows paramagnetism with enhanced Ni concentration.     

铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能

运用室温溶胶-凝胶技术和热处理工艺,在载玻片上制备了铝离子掺杂的ZnO薄膜.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的成分、结构和形貌进行了表征;采用紫外-可见光分光光度计对薄膜的透光性能进行了研究.结果表明,所制备的氧化锌薄膜为六方纤锌矿结构,沿C轴方向择优生长;铝离子的掺杂没有改变氧化锌的基本结构,所掺杂的铝离子为取代锌离子的替位掺杂;热处理后,氧化锌颗粒为六角形针(柱)状形貌;随着热处理温度的升高,薄膜的透光率增大;经600℃热处理后随着铝离子掺杂浓度的增加,薄膜的透光率先增大后减小,当铝离子掺杂浓度为2%时透光率最大;当铝离子掺杂浓度较大时,晶格畸变的影响使薄膜的透光率减小.当溶胶浓度为0.6mol/L、铝离子掺杂浓度为2%和热处理温度为600℃时,所制备薄膜的质量和性能最好.     

界面法制备纳米结构ZnO薄膜

金属氧化物薄膜在很多领域有潜在的用途,然而,具有纳米结构的薄膜合成仍然是一大挑战。文章介绍了一种气体一液体界面反应和高温热处理制备氧化锌薄膜的方法,讨论了不同前驱体及表面活性剂PVP的使用对ZnO薄膜形貌的影响,结果表明,界面反应不仅是一种方便、绿色、低成本的薄膜制备方法,而且也是具有精细纳米次级结构可行的合成方法,并有可能成为金属氧化物薄膜制备的新方法。     

硅碳氧薄膜光学性能研究

硅碳氧(SiCO)薄膜是一种三元玻璃状化合物材料,具有热稳定性好、能带宽、折射率大、硬度高等特性,是一种具有潜在应用价值的新颖光学薄膜材料。本文采用射频磁控溅射技术在Si(100)及K9玻璃上制备了硅碳氧薄膜。利用椭圆偏振仪、紫外/可见/近红外光度计及X射线光电子能谱测试表征了薄膜的光学性能及薄膜组分。研究发现,通过改变基片温度、工作压强及溅射功率等工艺参数,所制备的硅碳氧薄膜均具有高折射率(大于1.80),相比之下,K9玻璃基硅碳氧薄膜的折射率有着更大的变化范围(1.84~2.20)。通过对K9玻璃基硅碳氧薄膜的光学透射性能研究表明,以硅碳氧陶瓷作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在K9玻璃基上可以制备出,在可见光及近红外区域有着较好光学透射性能,平均透过率能到达83%的硅碳氧薄膜。     

含有氢键的聚酰亚胺薄膜的制备和性能表征

以对硝基苯甲酸为原料,通过酰氯化、酰化、还原反应成功合成了4,4’-二氨基苯酰替苯胺(DBN),DBN分别和3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)通过两步法缩聚制备出聚酰亚胺薄膜,用红外(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA),拉伸测试表征其结构和性能,结果表明,成功合成了含有酰胺键的聚酰亚胺薄膜,并且酰胺键的N-H分别和酰亚胺环中的C-N和C=O形成了氢键。将其与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)聚酰亚胺薄膜相比,对应二酐(BPDA和PMDA)分别和DBN制备的聚酰亚胺薄膜表现出了优异的热性能和耐溶剂性,尤其是拉伸强度有了显著的提高。     

室温下射频磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜及其性能研究

采用射频磁控溅射技术,在室温下,以ZnO:Al2O3(2%Al2O3(质量比))为靶材,在石英玻璃基底上,采用不同工艺条件制备了ZnO:Al(AZO)薄膜。使用扫描电子显微镜观察了薄膜的表面形貌,X射线衍射分析了薄膜的结构,四探针测量仪得到薄膜的表面电阻,轮廓仪测量了薄膜厚度,并计算了电阻率,最后采用分光光度计测量了薄膜的透过率;研究了溅射功率、溅射气压与薄膜厚度对薄膜电阻率及透过率的影响。结果表明:所制备的AZO薄膜具有(002)择优取向,并且发现薄膜厚度对薄膜的光电性能有明显影响,溅射气压和溅射功率对薄膜电学性能有较大影响,但是对薄膜透过率影响不大。当功率为1kW、溅射气压0.052Pa、AZO薄膜厚度为250nm时,其电阻率为8.38×10-4Ω·cm,波长在550nm处透过率为89%,接近基底的本底透过率92%。当薄膜厚度为1125 nm时薄膜的电阻率降至最低(6.16×10-4Ω·cm)。     

ZnO薄膜的制备和结构性能分析

ZnO作为一种宽带隙半导体材料,近几年来已经成为国际上紫外半导体光电子材料和器件领域的研究热点.激光分子束外延(L-MBE)系统是获得器件级ZnO外延薄膜的先进技术之一.高质量精密ZnO陶瓷靶材对于该工艺的实施是十分关键的,本文中采用高纯原料,在洁净条件下制备了大面积、薄片型、尺寸可控的符合理想化学配比的高纯ZnO陶瓷靶材.采用所制备的靶材,利用L-MBE技术在(0001)蓝宝石基片上进行了ZnO薄膜的外延生长,在280 ℃～300 ℃低温条件下所生长的薄膜样品具有(0001)取向的纤锌矿晶体结构,薄膜光学性能良好,论文中对ZnO薄膜的低温L-MBE生长机理进行了探讨.     

衬底温度对直流磁控溅射法沉积ZnO∶Ti薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射工艺,在石英玻璃衬底上沉积出了具有高度C轴择优取向的掺Ti氧化锌(ZnO∶Ti,TZO)透明导电薄膜。研究了衬底温度对TZO薄膜应力、结构和光电性能的影响。结果表明,衬底温度对TZO薄膜的结构、应力和电阻率有重要影响。TZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜。在衬底温度为100℃时,实验获得的TZO薄膜电阻率具有最小值2.95×10-4Ω.cm,400℃时薄膜出现孪晶,随着温度的升高,薄膜应力具有减小的趋势。实验制备的TZO薄膜附着性能良好,可见光区平均透过率都超过91%。     

纳米晶PLT薄膜的合成与表征

纳木材料的制备技术结合Ｓｏｌ－Ｇｅｌ工艺在（１００）单晶硅上制备了粒径在２０～８０ｎｍ的多晶ＰＬＴ（Ｐｂ＿（１－ｘ）Ｌａ＿ｘＴｉＯ＿３）纳采晶膜，并用ＩＲ、ＴＧＡ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等对膜的制备过程及结果进行了研究。结果表明，所制各的ＰＬＴ纳米晶膜属多晶钙钦矿结构，薄膜表面平整致密，厚度均匀，约为１μ，颗粒为球形或椭球形，粒度呈对称分布。     

Hydrothermal Synthesis and Spectroscopic Properties of Crystalline ZnO Powders and Films

Polycrystalline zinc oxide is synthesized under mild hydrothermal conditions (150–250°C). The phase composition, morphology, and pulsed cathodoluminescence (PCL) spectra of ZnO powders, polycrystalline films, and single crystals are studied as a function of synthesis conditions (the nature of the precursor, the type and concentration of the solvent, solution temperature, and the redox potential of the system). The crystallite size in the resultant materials varies from 100 nm to 10 m, depending on the synthesis conditions. The PCL spectra measured under pulsed electron-beam ( 2 ns) or laser (Nd:YAG, fourth harmonic, = 266 nm, 10 ns) excitation show two bands in the UV and visible spectral regions. The intensity ratio between these bands depends on the ZnO preparation conditions. The influence of the precursor and solvent on the PCL spectrum of ZnO is studied. The redox potential of the system is shown to have a strong effect on the luminescent properties of the resultant material.     

玻璃衬底上氮-铟共掺ZnO的制备及表征

以醋酸锌水溶液为前驱体,分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源,采用超声喷雾热分解方法在普通玻璃衬底上沉积了氮-铟(N-In)共掺杂ZnO薄膜.并采用X射线衍射,场发射扫描电镜、霍尔效应、透射光谱等分析方法,研究了N,In共掺杂和沉积温度对ZnO薄膜的晶体结构、成分及含量、形貌、电学性能、光学性能的影响.结果表明:通过氮-铟共掺杂,ZnO基薄膜具有良好的的电学性能,但是均为n型导电,与相关文献中的结果完全相反.     

柔性PET衬底上低温制备TZO透明导电薄膜

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌透明导电薄膜(TZO)。通过X射线衍射和扫描电镜等表征方法对薄膜结构和特性进行测试分析,研究了靶与衬底之间的距离(靶基距)对TZO薄膜表面形貌、结构、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,实验制备的柔性TZO透明导电薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;靶基距对PET衬底上的柔性TZO薄膜的性能有较大的影响。随着靶基距从42 mm增大到70 mm,薄膜的生长速率由22.46 nm/min降低到6.92 nm/min;薄膜的电阻率先由55.99×10-4Ω.cm快速减小到5.34×10-4Ω.cm后略有增大并趋稳,5.34×10-4Ω.cm为最小电阻率,其靶基距为52 mm;70 mm靶基距时样品薄膜应力最小,为0.4914 GPa;所有样品的可见光区平均透过率都高于90.97%。     

脉冲激光沉积法室温下ZnO薄膜的制备与表征

在室温条件下,采用脉冲激光沉积技术在玻璃衬底上生长了ZnO薄膜.对薄膜的XRD分析表明,ZnO薄膜为六方纤锌矿结构并沿c轴取向生长,且(002)衍射峰的半高峰宽仅为0.24°.薄膜沿c轴方向受到一定的张应力为1.7×108 N/m2.原子力显微镜分析表明薄膜表面较为平整,平均粗糙度约为6.5 nm,晶粒尺寸约为50 nm.此外,透射光谱分析表明薄膜的禁带宽度为3.25 eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30 eV基本相同.     

磺化石墨烯及其导电炭薄膜的制备与性能

以石墨为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 通过低温真空剥离预还原、磺化反应、葡萄糖二次还原, 合成了高质量的磺化石墨烯(S-GNS), 有效避免了在此过程中石墨烯大量团聚的现象. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等分析手段对磺化石墨烯样品进行了表征. 实验结果表明: 对氨基苯磺酸成功地接枝到了石墨烯上, 磺化石墨烯还原彻底, 热稳定性能高; 石墨烯表面平整, 缺陷少; 单层磺化石墨烯厚度约为1.2 nm. 水溶性、分散性实验结果表明: 磺化石墨烯拥有高水溶性和高分散性. BET比表面积及电性能测试表明: 磺化石墨烯的比表面积高达806.4 m²/g, 薄膜材料的导电率为1150 S/m.     

Synthesis and Characterization of Transition Metals Doped ZnO Nanorods

Different morphologies of undoped and transition metals(Mn,Co and Ni) doped one-dimensional(1D) ZnO nanocrystals were successfully synthesized by chemical method in an air atmosphere using polyvinylpyrrolidone(PVP) as a surfactant.The structure and optical properties were studied by scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),X-ray diffraction(XRD),thermal gravimetric analysis(TGA),ultraviolet visible(UV-vis) absorption spectra and photoluminescence(PL) spectra.The doped ZnO nanorods exhibited a blue-shifted band gap and enhanced ultraviolet(UV) emission.In addition defect related emission was observed for the doped ZnO.     

复合钒钛酸干凝胶薄膜的制备及表征

以V2O5粉末和钛酸丁酯为原料,采用溶胶一凝胶法制备了复合钒钛酸干凝胶(H2V12-xTixO31-y·nH2O(0≤x≤8))薄膜,并时其进行了红外光谱、X射线光电子能谱、热重和X射线衍射分析.结果表明,随着Ti含量的增加,HzV12-xTixO31-y·nH2O中与V有关的振动吸收峰向低频方向移动,且强度减弱;干凝胶薄膜中V以+4价和+5价状态存在,Ti以+4价状态存在;复合钒钛酸干凝胶薄膜为层状结构,Ti取代部分V后改变了层间距,并且其变化是非单调的.