Ag、Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用两种溶胶-凝胶工艺在普通玻璃基片上制备Ag:ZnO和Al:ZnO薄膜,通过XRD、UV-Vis吸收谱等分析方法,研究掺杂Ag和Al对半导体ZnO薄膜的组织结构和光学性能的影响。分析表明:掺杂Ag和Al对ZnO薄膜结构的影响因成胶工艺不同而有差异。但掺杂离子对ZnO薄膜光学性能的影响结论是一致的。即Al3+离子掺杂显著减小了晶粒尺寸,薄膜禁带宽度增大,紫外—可见光吸收边出现蓝移。Ag+离子掺杂增大了晶粒尺寸,薄膜禁带宽度减小,紫外—可见光吸收边出现红移。     

ZnO薄膜的制备及其光学性能

以柠檬酸为络合剂、采用无机盐溶胶 -凝胶法 ,在玻璃基片上用提拉法制备了多孔ZnO薄膜。利用红外光谱、DTA -TG、XRD、SEM、UV -VIS透射等分析测试 ,考察了溶胶 -凝胶制备特征、热处理过程和热处理温度下薄膜的成相、表面形貌以及光学性能。结果表明 4 0 0℃热处理 1h的ZnO薄膜已开始晶化 ,晶型是六方纤锌矿 ;6 0 0℃热处理 1h的薄膜表面为多孔结构 ,粒径和孔径均匀 ;在可见光范围 ,薄膜的光透射率超过 85 % ,在波长 380nm开始出现紫外吸收 ;从而为该材料制作染料敏化的太阳能电池阳极薄膜打下良好的基础。     

预热处理温度对低温制备Mn掺杂ZnO薄膜结构和阻变性能的影响

以水合乙酸锌、水合乙酸锰为前驱体,利用溶胶-凝胶旋涂法在p+-Si衬底上制备Mn掺杂的ZnO阻变薄膜(MZO)。研究工艺中预热处理温度对薄膜的微观结构、阻变特性的影响,分析了薄膜高阻态和低阻态的导电机理。结果表明:经250、300℃预热处理的MZO薄膜孔洞较多,而经350℃预热处理的MZO薄膜致密,无孔洞且呈c轴择优取向生长;经不同温度预热处理所制备的Ag/MZO/p+-Si器件均呈双极性的阻变特性,但经350℃预热处理的器件样品具有更显著的阻变行为和更高的高、低电阻比RHRS/RLRS(104~106);器件在高阻态的低压区为欧姆导电,高阻态高压区为肖特基发射电流传导,在低阻态为空间电荷限制电流(SCLC)传导。     

掺杂方式对FeCo/SiO2复合薄膜择优取向的影响

采用溶胶-凝胶工艺将Al均匀掺入FeCo/SiO_2复合薄膜中,与Al作为籽层掺杂相比,研究不同的掺杂方式对FeCo(200)择优取向的影响。结果表明,不同的制备方式和Al掺入含量在薄膜中造成的晶格畸变不同引起择优取向变化趋势的不同。     

溶胶-凝胶法制备多孔ZnO薄膜及其性能表征

以聚乙二醇(PEG2000)为模板剂,醋酸锌为前驱体,乙醇为溶剂,二乙醇胺为络合剂,通过溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了ZnO多孔薄膜。利用IR、TG-DTA、及SEM等测试方法对薄膜的结构和特性进行了分析。探讨了样品在溶胶-凝胶及煅烧过程中的物理化学变化。研究了前驱体浓度、PEG2000加入量对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当Zn2+的浓度为0.6 mol/L时,加入PEG2000后,有利于ZnO多孔结构的形成,而且孔尺寸及密度也随PEG加入量的增大而增大。随孔尺寸的增大,ZnO粉末的比表面积先增加后下降,薄膜的紫外—可见光透射率随着孔径提高而降低。     

Fe掺杂摩尔分数对ZnO热致变色变发射率性能研究

利用高温固相法制备不同摩尔分数Fe掺杂ZnO样品,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计和IR-2双波段红外发射率测量仪等手段对样品进行晶体结构、微观形貌、光学性能和热致变色变发射率性能的测试和分析。结果表明:适量掺杂可使Fe离子取代ZnO中的部分Zn离子,不会改变ZnO原本的六方纤锌矿结构;随Fe摩尔分数的增加,ZnO晶体的结晶质量下降;室温下Fe掺杂ZnO样品呈桔黄褐色,随掺杂摩尔分数增加,样品颜色逐渐变深;当测试温度增加时,样品颜色变成深棕色,且具备可逆热致变色性能;掺杂后样品的红外发射率随测试温度增加先降后升,与样品中的杂质电离和晶格振动吸收密切相关。     

沉积电压对电化学合成纳米ZnO多孔薄膜的影响

采用电化学沉积法制备纳米ZnO多孔薄膜。并用XRD、SEM、XPS等方法研究了沉积电压对薄膜表面形貌及薄膜表面元素态的影响。结果表明:沉积电压越大,越有利于薄膜片状晶的长大,且形成多孔结构;随着沉积电压的增大,薄膜表面从缺氧到富氧,再到缺氧;沉积电压为-1.0V时,薄膜为层状结构,其2μm厚的薄膜在可见光范围内的光透射率为75%,光学带隙宽度为3.6eV。     

Mn掺杂ZnO材料的制备与热致变色性能研究

用固相反应法制备不同Mn掺杂比的ZnO粉体（Zn1-xMnx O）,用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、紫外/可见/近红外漫反射测试仪（UV-Vis）、X射线光电子能谱仪（XPS）对样品的成分结构、微观形貌等进行表征。结果表明：当Mn的摩尔分数<7%时,Mn能完全进入ZnO晶格,不会引起ZnO六方纤锌矿结构的改变;当Mn的摩尔分数≥7%时会形成杂质相,且Mn掺杂比增大,破坏了ZnO晶体结构的完整性。常温下,Mn的摩尔分数为1%的ZnO粉体的颜色为蜜柑色,随掺杂比例增大,颜色逐渐变深。此外,当测试温度从常温升至400℃时,样品颜色由蜜柑色变为灰茶色,当冷却到常温时,样品的颜色又恢复到原色,具有颜色可逆性。     

氧化锡薄膜的光学性能及制备技术

对氧化锡薄膜的光学性能进行了详细分析与研究;采用Wemple和DiDomenico(WD)关于介电函数的半经验模型进行了建模与仿真;描述了离子和共价固体带间吸收边沿下的介电函数;计算了含二氧化锡和一氧化锡共混物的折射率,以及有空隙二氧化锡的折射率;揭示了他们与薄膜成分、微观结构之间的关系,并对氧化物镀膜技术的现状与应用进行了简要概述。     

掺杂及溅射功率对ZnO:Al薄膜结构与电性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,室温下在载玻片上制备ZnO∶Al透明导电薄膜。研究Al掺杂和溅射功率对薄膜生长取向、微观结构和电阻率的影响。研究表明:不同溅射功率下Al掺杂ZnO薄膜均为高度c-轴择优取向生长;在1%~3%(质量分数)的掺杂范围内,薄膜的电阻率随掺杂量的增加而减小,掺杂的质量分数超过3%后,薄膜的电阻率又有所增大。溅射功率通过改变晶粒尺寸和晶界所产生的散射作用而影响薄膜的导电性能,溅射功率低于100 W时,薄膜的电阻率随功率增加而明显降低,但超过100 W后,薄膜的电阻率下降趋缓,并最终趋于平稳。在Al掺杂的质量分数为3%、溅射功率为100 W的条件下,可获得2.3×10-3Ω.cm的最低电阻率。     

磷酸盐非线性光学晶体结构建模与光学性质研究

采用Materials Studio软件对磷酸硼(BPO4)和磷酸铝(AlPO4)两种非线性光学晶体建立晶体结构模型,基于密度泛函理论(DFT)量子力学第一性原理方法,利用CASTEP程序模块对两种磷酸盐能带结构、态密度和电子密度差异以及光学性质进行研究。结果表明:AlPO4晶体具有较大倍频系数,优于BPO4晶体;电子密度的差异对两种晶体的物理性质有决定性的影响;在不同频率变化范围,两种晶体光学性质均呈现非线性效应,具有宽的透光范围,对进一步应用其非线性光学性质提供一定的参考。     

碳素形态对Ag/C触头材料组织及性能的影响

采用高能球磨及热压方法制备银 /金刚石、银 /石墨、银 /炭黑、银 /碳管四种Ag/C合金 ,研究了不同碳素形态对银基触头材料组织、性能的影响。结果表明 ,金刚石、石墨和碳黑粒子均匀分布在银基体内部 ,扇贝状银 /碳管组织和其它三种组织明显不同。高能球磨和热压后 ,石墨态的碳元素仍能保持原来的形态和晶型。热压块体的密度能达到理论密度的 95 %以上。碳元素形态的差异引起块体材料硬度的不同     

ZrO2掺杂BSTO/MgO复相铁电陶瓷的研究

在Ba0.55Sr0.45TiO3(BSTO)与质量分数为55%的MgO混合的基础上,进行ZrO2掺杂的系统研究。结果表明,随着ZrO2掺入量的增加,BSTO/MgO材料的损耗基本保持不变,调谐性显著提高,但过量的ZrO2掺杂使得材料的调谐性降低。当ZrO2掺杂1%(摩尔分数)时,BST/MgO材料的介电常数为117,介电损耗为3.95×10-3(3.2GHz),介电常数调谐性达9.9%(2.0kV/mm)。利用电介质理论分析ZrO2对BST/MgO材料介电性质的改性机理。     

磁退火对FeAg薄膜结构和磁性的影响

磁场退火对直流溅射沉积得到的FeAg薄膜结构和磁性具有显著的影响。X射线衍射和磁滞回线测量的结果表明,随着磁退火温度和磁场强度的升高,颗粒生长,平行膜面和垂直膜面矫顽力增加,在400℃退火时达到最大值,并且垂直薄膜表面方向的矫顽力大于平行薄膜表面方向的矫顽力,FeAg薄膜在磁场下经过此温度退火表现为垂直磁各向异性。继续升高退火温度矫顽力则有减小的趋势。     

低温烧结对氧化锌压敏电阻的影响

采用不同烧结温度(1 000~1 120℃)制备ZnO压敏电阻瓷,通过扫描电镜分析显微结构,探讨烧结温度对ZnO压敏电阻瓷小电流性能的影响机理。结果表明:烧结温度在1 020℃、保温90 min时,ZnO压敏电阻瓷的性能较好,电位梯度达到408 V/mm,漏电流为1.8μA,非线性系数为37;烧结温度在1 000℃时,电位梯度可达475 V/mm。     

连接工艺对铝合金搭接结构力学性能影响

为使飞机结构轻量化,用搅拌摩擦点焊、铆接、电阻点焊工艺连接某型飞机的典型铝合金搭接结构件并进行力学性能对比。对3种连接结构件的拉剪和疲劳失效形式进行分析,比较拉剪及疲劳性能,评价3种工艺疲劳可靠性。结果表明：搅拌摩擦点焊与铆接结构件拉剪性能相当,搅拌摩擦点焊的疲劳性能稍低于铆接结构件,两者的拉剪和疲劳性能均优于电阻点焊结构件。同时,搅拌摩擦点焊和铆接结构件的疲劳可靠性均优于电阻点焊。综合考虑力学性能、环保和结构轻量化等因素,搅拌摩擦点焊对实现飞机结构轻量化具有重大意义。