氧分压对磁控溅射VO_2薄膜相变性能的影响

采用直流反应磁控溅射工艺在不同氧分压下制备VO2相变薄膜.分别用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针方阻测量系统和分光光度计对薄膜微结构、表面形貌、电学及光学特性进行表征.测量结果表明,薄膜样品是由包含VO2相在内的多相复杂体系构成的,随着氧分压的增加,薄膜中高价态相的钒氧化物增多.所有薄膜均呈现出压应力,压应力大小随着氧分压的升高而逐渐减小.方块电阻温变结果表明,薄膜具有明显半导体-金属相变特性,相变性能随着氧分压的升高呈先增后减特征.高低温透射谱表明,薄膜具有良好红外开关特性.氧分压改变导致膜中氧空位缺陷密度和微结构变化是VO2薄膜半导体-金属相变性能改变的主因.本实验条件下,具有良好热致相变性能的VO2薄膜的最佳生长氧分压是0.04 Pa.     

水热合成VO2粒子的微观形貌调控及其热致相变性能

采用水热法合成了VO2纳米粒子,利用XRD、DTA、SEM和DSC等手段对VO2粒子的晶体结构、微观形貌、热演变过程及其热致相变性能进行了表征,探讨了乙醇和椰果添加量对VO2微观形貌及热致相变性能的影响规律.结果表明,水热法合成的VO2粒子均为VO2(B)晶体结构,经680℃热处理后晶体结构由B相VO2(B)转变为M相...     

采用氧化钒与氧化钛薄膜的新型多功能智能窗口

利用VO2热变色薄膜和TiO2防反射涂层制备了一种新型的多功能智能窗口。通过计算设计了可见光透过率大大增强的VO2薄膜，其中分别使用了单层或双层的TiO2薄膜作为防反射层，结果表明具有双层TiO2薄膜的复合涂层具有更好的性能。通过厚度优化计算，TiO2(25nm)／VO2(50nm)／TiO2(25nm)复合结构的涂层具有最优的可见光透过率(Tlum)。分别采用V靶在Ar和O2混合气氛、采用TiO2靶在Ar气氛依次在玻璃基板上沉积了TiO2／VO2／TiO2薄膜，并利用分光光度计测试了薄膜的光学性能。利用测试的光谱数据计算了其太阳光和可见光的积分透过特性，发现具有两层TiO2夹层的复合涂层可见光透过率最大可以增加86％(由30．9％到57．6％)。在SiO2基板上沉积的VO2薄膜具有热变色效应，在58．5℃处表现出明显的光学性能转变，当在其表面施加TiO2后其相变温度变为57．5℃。所制备的智能窗口是所报道的光学窗口中最先进的，其不仅具有高的可见光透过率，而且具有自动调节太阳光和热、防紫外线及各种可能的光催化功能。     

掺杂与退火温度对VO2薄膜性能的影响

采用真空蒸发法在普通玻璃表面制备了VO2薄膜,研究了退火温度和掺杂对薄膜表面形貌、晶体结构、电学性能和光学性能的影响.结果表明:经400℃、420℃、450℃、500℃退火得到的VO2薄膜其表面形貌和晶体结构存在明显的差异,其中420℃退火后的薄膜结晶形态良好,主要成分是VO2,在65℃左右表现出明显的电阻突变,常温下在波长1 700 nm附近薄膜的光透过率达59.9％;在VO2薄膜中掺入W6 ,相变温度有所降低,但掺杂使薄膜光透过率降低.     

聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜性能的研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/Al2O3无机纳米复合薄膜,利用透射电镜(TEM)测试掺杂前Al2O3纳米颗粒的尺寸,采用X射线衍射(XRD)分析薄膜相结构,利用紫外光谱仪等测试方法研究组分对复合薄膜的紫外可见光吸收光谱、热稳定性和耐电晕老化时间的影响.研究表明:Al2O3纳米颗粒掺杂到PI复合薄膜后,颗粒尺寸无明显变化,Al2O3纳米颗粒掺杂良好,能够与聚酰亚胺高分子链形成有机/无机复合结构;复合薄膜的紫外光吸收率提高,出现吸收峰红移现象;随着Al2O3纳米颗粒含量的增加,薄膜的热分解温度和耐电晕老化时间先增大后减小,当Al2O3纳米颗粒的质量分数达到25%时,热分解温度最高,比纯PI薄膜提高20℃以上;耐电晕老化时间最长,达到纯PI薄膜的11倍.     

石蜡基纳米金属复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为复合相变材料的基体,分别添加氧化铜、二氧化硅和氧化锌的纳米颗粒通过两步法制备多种石蜡基纳米金属复合相变材料。通过改变所添加纳米金属颗粒种类、质量分数和颗粒粒径,对比分析实验模型内复合相变材料蓄放热过程的温度曲线,来探究以上参数对复合相变材料热性能的影响。结果表明,通过添加纳米金属颗粒的方式能够有效提升石蜡的蓄放热性能,添加氧化铜颗粒的效果要优于氧化锌颗粒和二氧化硅颗粒;复合相变材料的导热系数和动力黏度均随颗粒浓度的增加而增大,两者共同决定着复合相变材料的换热过程能否被强化;纳米金属颗粒的粒径越小,越有利于增强对复合相变材料的热性能,添加30 nm粒径纳米颗粒相对于100 nm粒径纳米颗粒蓄热速率能提升26%,放热速率能提升41%。     

二氧化钒薄膜研究的最近进展

VO2在68℃左右发生低温半导体态到高温金属态的相变，其电学和光学性质发生突变，在热电开关和光存储介质方面有着广泛的应用，然而钒和氧作用的薄膜是钒的各种价态的氧化物如VO、V2O3、VO2、V2O3的混合体，要得到纯的VO2很难，人们做了很多工作来研究其电气化学的性质，并用了多种方法来镀制VO2薄膜，通过对VO2一些有代表性的研究成果，从薄膜、降低相变温度以及VO2应用前景等几个主要方面来介绍了VO2研究最近的一些进展。     

Ta掺杂VO2多晶薄膜的相变特性

以氧化二乙酰丙酮合钒（C10H14O5V）为前驱体,乙醇钽[Ta（OC2H5）5]为掺杂剂,用溶胶-凝胶方法在Si（100）和SiO2/Si衬底上制备了V1-xTaxO2（x=0-0.1）多晶薄膜。XRD谱图显示薄膜呈（011）面取向生长。随着Ta掺杂量的增大,d（011）基本呈线性增大表明Ta替代了V在晶格中的位置,实现了替位掺杂。每掺杂1%原子比的Ta,相变温度降低7.8℃,相变热滞减小1℃。SiO2/Si衬底上5%原子比掺杂薄膜的相变温度为29.5℃,室温（300 K）电阻-温度系数（TCR）为-8.44%/K。两种衬底上掺杂V0.9Ta0.1O2薄膜的升温和降温电阻-温度曲线基本重合。实验结果显示,Ta是降低VO2薄膜的相变温度和消除相变热滞的有效掺杂剂。     

磁控溅射制备Au纳米颗粒及其局域表面等离激元共振特性研究

通过磁控溅射的方法在石英衬底上沉积了Au薄膜,经过热退火处理形成了不同表面形貌和尺寸的Au纳米颗粒。通过XRD、AFM和紫外可见光谱研究了薄膜的质量、表面形貌、尺寸和光谱特性,分析了不同表面形貌和尺寸的Au纳米颗粒对局域表面等离激元共振的影响。研究表明:随着退火温度的升高,Au薄膜由各向异性的蠕虫状结构逐渐变成规则的纳米颗粒,退火温度越高,Au纳米颗粒越接近于圆形,颗粒间距越大,导致局域表面等离激元共振峰位发生蓝移,半峰宽变窄;另外溅射时间对Au纳米颗粒的影响也很大,随着溅射时间的增加,颗粒尺寸变大,变得不再均匀,局域表面等离激元共振峰发生红移、宽化和向长波段上扬。     

水热合成过程中VO2（B）纳米带的结构变化

以V2 O5和草酸的黄褐色悬浊液为前驱物水热合成 VO2（B）纳米带,采用XRD技术研究水热条件对V O 2（B ）纳米带结构的影响。结果表明,在水热温度为180～190℃、水热时间为20～24 h时,可以制备结晶良好的VO2（B）纳米带;随着水热温度的升高,VO2（B）纳米带的平均晶粒尺寸逐渐增大,晶格畸变度逐渐减小,且产物的择优生长趋势逐渐明显;水热反应初期,VO2（B）纳米带的平均晶粒尺寸增长较快,随着水热时间的延长,VO2（B）纳米带的晶粒生长趋于平衡,晶格畸变度逐渐减小并趋于平缓,且产物逐渐形成了一定的结晶取向。     

氧化钒薄膜的制备方法及结构性能

氧化钒薄膜在非制冷红外成像器件中的应用已成为国际上研究的热点,各种晶体结构的氧化钒性能差异很大,为此综述了不同氧化钒晶体的结构和性能。由于制备方法及工艺条件对薄膜材料有较大影响,在此介绍了二氧化钒和五氧化二钒薄膜的几种主要制备方法及对生成膜性能的影响。     

IBED和Sol-gel制备方法对二氧化钒薄膜性能的影响

采用离子束增强沉积(IBED)法和溶胶-凝胶法(Sd-ged)在SiO2/Si衬底上制备了具有半导体相-金属相转换特性的二氧化钒薄膜．对两种方法制备薄膜的性能测试结果表明，其转换温度、相变滞豫、热电阻温度系数等都有较大差别．     

梯度掺杂AZO薄膜的制备及其性能表征

采用Sol-Gel法,以不同铝离子浓度的溶胶梯度掺杂的方法制备了Al掺杂ZnO（AZO）薄膜,用XRD衍射仪和SEM扫描电镜对该薄膜进行了结构和形貌分析,并对其电学性能和光学性能进行了研究。结果表明,梯度掺杂的AZO薄膜比单一浓度掺杂5.0 at%（原子数百分比）的薄膜具有更明显的c轴择优取向,更强的本征紫外发光峰和近紫外发光峰。当薄膜的退火温度在500~650℃区间时,薄膜电阻率稳定在10-2Ω.cm,高于700℃时,薄膜电阻率明显升高。     

ZnO/TiO2薄膜制备及在太阳能电池中的应用

用丝网印刷结合溶胶凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,用溶液浸渍法制备了ZnO/TiO2复合薄膜;对薄膜的热处理制度、表面形貌、横断面结构、吸光度等进行了分析;组装电池,测试了电池的光电性能,结果表明：浸渍Zn（Ac）23 h,经过适当的热处理后,可以形成结晶良好,吸光度较好的ZnO/TiO2复合薄膜,电池的开路电压,短路电流以及光电转换效率均得到较大的提高.     

ZnO/TiO_2薄膜制备及在太阳能电池中的应用

用丝网印刷结合溶胶凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,用溶液浸渍法制备了ZnO/TiO2复合薄膜;对薄膜的热处理制度、表面形貌、横断面结构、吸光度等进行了分析;组装电池,测试了电池的光电性能,结果表明:浸渍Zn(Ac)23 h,经过适当的热处理后,可以形成结晶良好,吸光度较好的ZnO/TiO2复合薄膜,电池的开路电压,短路电流以及光电转换效率均得到较大的提高。     

聚丙烯薄膜的光致发光

用紫外-可见分光光度计和光致发光测量装置测量了聚丙烯薄膜在氙灯辐照下的光致发光强度、发光光谱和吸收光谱,研究了聚丙烯薄膜的光致发光性能.结果表明:聚丙烯薄膜的光致发光强度随测量时间呈指数衰减,发光光谱在323.8 nm、395.6 nm、514.2 nm、561.8 nm、609.4 nm、680.7 nm和752.2 nm附近存在峰带,其中752.2 nm附近的峰带相对较强.辐照时间增加,发光峰强减弱,发光强度衰减变快,发光峰带向长波方向移动.吸收度随辐照时间的增长呈增色效应,吸收带的最大吸收波长发生红移,由吸收边算得其光能隙约为4.21 eV.     

Li0.33La0.56TiO3薄膜电解质的结构和光电性能

采用射频磁控溅射法,自制Li0.33La0.56TiO3陶瓷靶材,在不同基片温度下沉积了Li0.33La0.56TiO3薄膜。利用X射线衍射仪、原子力学显微镜、电化学工作站、紫外-可见分光光度计等现代测试手段,研究了基片温度对薄膜的结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:所制备的Li0.33La0.56TiO3薄膜为非晶态结构,在可见光波段具有较高的透过率;随着基片温度从50℃升高到300℃,薄膜表面更为平整致密,离子电导率逐渐增加。     

一种N型轻掺杂氢化硅基薄膜的欧姆接触

使用等离子体增强化学气相沉积方法制备了一组磷掺杂氢化硅基薄膜。I-U曲线显示薄膜与铝电极形成了良好的欧姆接触。霍尔测试结果表明该组样品为轻掺杂;利用拉曼光谱和紫外一可见吸收光谱对薄膜的微结构和光学带隙进行了表征,并从薄膜能带结构出发探讨了形成欧姆接触的原因。     

溅射时间对CIGS薄膜的结构及性能影响

选择铜铟镓硒(CIGS)四元合金靶材,采用一步磁控溅射法在钠钙硅玻璃衬底上制备CIGS薄膜。重点研究了溅射时间对CIGS薄膜结构及性能的影响。采用XRD、SEM、UV-Vis及四探针测试仪对薄膜进行表征。结果表明,随着溅射时间的增加,薄膜增厚,薄膜的结晶度变好,颗粒增大尺寸约1mm,电阻率明显降低,可见光的吸收系数接近105 cm-1。CIGS吸收层的性能对改善CIGS薄膜光伏电池的光转换效率非常有利。     

生长温度对掺钛氧化锌薄膜光学性质的影响

以氧化锌钛陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了掺钛氧化锌(TZO)透明导电薄膜,通过X射线衍射仪和分光光度计测试表征以及全光谱拟合法分析,研究了生长温度对TZO薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明:所有TZO样品均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,生长温度对薄膜晶粒尺寸和光学透射率的影响较明显,而对折射率、消光系数和光学能隙的影响较小.当生长温度为200℃时,TZO薄膜的晶粒尺寸最大,可见光范围平均透射率(含衬底)为76.1%,对应的直接光学能隙为3.45 eV.