基片温度对纳米金刚石薄膜掺硼的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气稀释的乙硼烷为硼源进行了纳米金刚石(NCD)薄膜的生长过程掺硼,研究了基片温度对掺硼NCD薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面电阻和硼原子浓度的影响.利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察NCD薄膜的表面形貌,并通过Imager软件对原子力显微镜数据进行分析获得薄膜的表面粗糙度及平均晶粒尺寸信息;采用四探针测量掺硼NCD薄膜的表面方块电阻,利用二次离子质谱仪对掺杂后NCD薄膜表面区域的硼原子浓度进行测量.实验结果表明,较高的基片温度有利于提高薄膜的导电能力,但随着基片温度的提高,NCD薄膜的平均晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增大;此外,当反应气体中的乙硼烷浓度一定时,掺杂后NCD薄膜的表面硼原子浓度随基片温度升高存在一个饱和值.在所选乙硼烷浓度为0.01%的条件下,基片温度在700℃左右可以在保证薄膜表面电性能的基础上保持较好的表面形貌.     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化对铜绿微囊藻的生长抑制

阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极,研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响,以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明,4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加,电流密度为17 mA/cm²时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象,抑藻效果较好;当电解时间为20 min时,可完全抑制藻细胞生长;再增大电解时间,对抑藻效果无明显促进作用,初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关,当溶液中氯离子浓度为6 mg/L时,可完全抑制藻细胞生长;无氯离子时,藻细胞在4 d后出现继续增长现象。     

机械法研磨CVD金刚石厚膜

柱状生长的CVD金刚石膜生长面非常粗糙，并且粗糙度随着膜厚的增加而增加，限制了它的应用，必须对其抛光,本文采用了机械研磨法来研磨CVD金刚石厚膜，研磨速率达6．1μm／h，厚度去除了36．9μm，粗糙度Ra从5．9μm降至0．19μm．     

燃焰法CVD金刚石厚膜制备工艺研究

用燃焰法进行了金刚石厚膜的沉积实验，制备了厚度约０．６ｍｍ的金刚石厚膜．用扫描电镜观察了金刚石厚膜的生长过程，研究了生长工艺．     

基片温度对金刚石厚膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法制备了Ф60mm的金刚石厚膜,通过对沉积过程和结果的观察发现,由于所用沉积气压较高,基片不同区域温度不均匀,导致不同区域沉积的金刚石厚膜晶型差距较大．通过对不同区域的结果进行比较,发现850℃为较好的沉积温度,并在对沉积工艺进行优化后,采用该温度在Ф60mm的基片上制备了厚度为0．6mm取向性很好的金刚石厚膜．     

机械法研磨CVD金刚石厚膜

柱状生长的CVD金刚石膜生长面非常粗糙,并且粗糙度随着膜厚的增加而增加,限制了它的应用,必须对其抛光.本文采用了机械研磨法来研磨CVD金刚石厚膜,研磨速率达6.1 μm /h,厚度去除了36.9 μm,粗糙度Ra从5.9 μm降至0.19 μm.     

掺硼CVD金刚石的电加工表面分析

金刚石具有一系列独特的力学、热学、声学、电学、光学和化学性能，在高科技领域具有广阔的应用前景。普通CVD金刚石膜是高度绝缘的，不能采用如电火花等加工导电聚晶金刚石(PCD)的方法和设备对其进行加工。本文通过掺硼实现了金刚石膜的导电。开展了电火花成型和线切割的实验研究，并通过SEM、Raman分析和粗糙度测量对加工后的表面进行了分析。     

微波法大功率稳定快速沉积CVD金刚石膜

为了提高微波等离子体化学气相沉积CVD金刚石膜的速率,通过对微波源的磁控管、装置的冷却系统及真空密封技术三方面的改进,当微波频率为2.45 GHz、输出有效功率为6.0 kW以上时,装置能够长期稳定地运行;并在微波输入功率4.5 kW、CH4质量分数1.2%、气体流量150 SCCM、沉积气压9.5 kPa、基片温度(900±10)°C、沉积时间240 h的沉积工艺条件下(衬底上加上-150 V偏压),成功地在硅片上快速沉积出了厚度为500μm的金刚石厚膜,平均沉积速率为2.1μm/h,沉积膜的拉曼光谱图和SEM照片表明沉积出金刚石膜的质量很好.     

辅助气体对分阶段制备金刚石膜的影响

采用形核 甲烷/氢气生长-辅助气体/甲烷/氢气生长的新工艺,在镜面抛光的单晶硅片上制备了金刚石膜,并用扫描电子显微镜和激光拉曼光谱等测试方法对薄膜的表面形貌和质量性能进行了表征;研究了添加辅助气体对已有金刚石晶型生长的影响.结果表明:以甲烷/氢气为气源时,金刚石膜生长率一般为1.8 μm/h,当分别加入氧气、二氧化碳、氮气时,其生长率都有所提高,其中加入二氧化碳时,其生长率是甲烷/氢气为气源的3倍多,但是加入氩气时,其生长率下降;通过新工艺,在加入氮气或氩气时,第一生长阶段为微米,而第二生长阶段为纳米尺寸,最后制备出具有微/纳米双层复合金刚石膜.     

硼掺杂金刚石薄膜电极电催化降解双酚A

针对水环境中环境激素双酚A (bisphenol A, BPA)的污染,采用直流等离子体化学气相沉积方法制备了硼掺杂金刚石(boron-doped diamond,BDD)薄膜电极,利用高效液相色谱法和液相色谱质谱联用的方法,对BPA在BDD电极上的降解规律及降解历程进行研究．结果表明：不同初始质量浓度的BPA在电极上均能被完全降解,降解规律符合准一级反应动力学,初始质量浓度100和10 mg·L-1时的表观反应速率常数分别为0.494和0.700 h-1;电流密度从10 mA·cm-2提高到40 mA·cm-2时,表观反应速率常数增大50.61％,去除率提高11.26 ％．BPA的降解过程检测到7种中间产物,降解主要分为两个途径：一是BPA的一侧苯环先开环降解,最后完全矿化;二是BPA的两个苯环同时开环,然后逐级降解直至矿化．     

硼掺杂金刚石薄膜电极降解青霉素G钠废水机制

针对抗生素废水中青霉素类物质难于生化降解的问题,采用直流等离子体化学气相沉积方法制备硼掺杂金刚石(boron-doped diamond, BDD)薄膜电极,以典型的青霉素G钠为目标污染物,对BDD电极降解青霉素的规律及降解历程进行研究.结果表明,不同质量浓度的青霉素G钠在电极上均能够被完全降解,发生电化学燃烧.青霉素G钠和化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)的降解符合一级反应动力学,电流密度从10 mA/cm²提高到20 mA/cm²时,青霉素G钠和COD的反应速率常数分别增加了51.3%和29.1%.BDD电极上青霉素G钠的降解主要受液相传质过程控制,电流效率(current efficiency, E_C)与青霉素G钠的质量浓度和电流密度有关.得到了青霉素G钠在BDD电极上的降解历程,主要的中间产物有青霉酸、异构青霉酸、青霉烯酸和青霉噻唑酸.     

硼掺杂对二氧化钛光催化性能影响的研究

通过研究非金属掺杂对TiO2光催化活性的影响,采用硼掺杂TiO2的一步合成的新工艺,以廉价的硫酸钛和硼酸为前驱,120℃的条件下,在反应釜中反应6 h,通过一步水热法制备了具有高可见光催化活性的硼掺杂TiO2.通过降解甲基橙溶液,采用相同降解条件,对不同掺杂量的TiO2粉体催化活性进行了对比研究,得出最优的硼掺杂的配比量.     

Comparative study of oxidation ability between boron-doped diamond （BDD） and lead oxide （PbO_2） electrodes

The electrochemical oxidation capabilities of two high-performance electrodes,the boron-doped diamond film on Ti(Ti/BDD)and the lead oxide film on Ti(Ti/PbO2),were discussed.Hydroxyl radicals(·HO)generated on the electrode surface were detected by using p-nitrosodimethylaniline(RNO)as the trapping reagent.Electrochemical oxidation measurements,including the chemical oxygen demand (COD)removal and the current efficiency(CE),were carried out via the degradation ofp-nitrophenol(PNP)under the galvanostatic condition.The results indicate that an indirect reaction,which is attributed to free hydroxyl radicals with high activation,conducts on the Ti/BDD electrode,while the absorbed hydroxyl radicals generated at the Ti/PbO2 surface results in low degradation efficiency.Due to quick mineralization which combusts PNP to CO2 and H2O absolutely by the active hydroxyl radical directly,the CE obtained on the Ti/BDD electrode is much higher than that on the Ti/PbO2 electrode,notwithstanding the number of hydroxyl radicals produced on PbO2 is higher than that on the BDD surface.     

二茂铁-肽Boc—HN—Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OMe的合成和电化学性质

以二茂铁二甲酸、甘氨酸、酪氨酸和精氨酸为原料，通过多步反应，合成新的二茂铁．肽衍生物Boc-HN—Fca-Gly—Gly—Tyr-Arg-OMe（7）（Fca代表二茂铁氨基酸）和Boc-HN-Fca-Gly-Gly-Tyr-Arg-OH（8），对寡聚肽的合成进行研究；对合成产物进行红外光谱和氢核磁共振谱表征，并运用循环伏安（CV）方法对产物的电化学性能进行研究。研究结果表明：产物（7）和（8）的产率分别为83．5％和80．2％；Boc-HN-Fca—Gly—Gly-Tyr-Arg-OMe的循环伏安扫描结果是氧化峰和还原峰电位分别为0．385V和0．346V，峰电位之差△Ep为41mV，峰电流密度之比Jpa/Jpc。为1．055；对于Boc-HN-Fca—Gly—Gly-Tyr-Arg-OH，其氧化峰和还原峰电位分别为0．532V和0．453V，峰电位之差△Ep为79mV，峰电流密度之比Jpa/Jpc为0．928。     

铁电极化调控SnSe薄膜光电性质研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在铌酸锂基片上沉积SnSe薄膜,研究了不同极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电性质的影响.控制PLD沉积时间,在铌酸锂基片上沉积出不同厚度的SnSe薄膜.X射线衍射和X射线光电子能谱的结果显示制备了高取向的单相SnSe薄膜.薄膜横截面高分辨透射电镜结果显示了薄膜具有较高的结晶质量.在无光照情况下,当铁电极化方向指向薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入电子,使p型SnSe薄膜的电阻增加;当极化方向背离薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入空穴,使p型SnSe薄膜的电阻降低.当用仅能使SnSe薄膜发生电子-空穴分离的632 nm激光照射时,不同极化方向的样品都表现出光电导增加的现象.当用405 nm激光照射时,不同极化方向的铌酸锂与薄膜界面处发生的电子-空穴分离使SnSe薄膜表现出完全不同的光电导效应.利用能带模型解释了不同铁电极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电导性质调控的机理.