硫化时间对固态硫化铜锌锡硫薄膜性能的影响

采用固态硫化法硫化铜锡锌(CZT)预制膜制备铜锌锡硫(Cu_2ZnSnS_4,CZTS)薄膜,研究硫化时间对CZTS薄膜性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外拉曼光谱仪(Raman)分析薄膜的物相结构,通过X射线能谱仪(EDS)分析薄膜的化学组分,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面形貌,利用UV-Vis研究薄膜的光学特性。结果表明:随着硫化时间延长,Cu含量增加,Zn含量明显减少。硫化40min以上制备的薄膜出现导致禁带宽度减小的杂相SnS,Sn2S3和Cu_2SnS_3。当硫化时间为20min时,样品为单相的CZTS薄膜,薄膜表面均匀平整,化学组分贫Cu富Sn,吸收系数达104cm-1,禁带宽度Eg约为1.56eV。     

射频磁控溅射法制备Cu_2SnS_3薄膜结构和光学特性的研究

利用射频磁控溅射法并经快速退火处理制备Cu_2SnS_3薄膜,研究了使用SnS_2、Cu_2S混合靶(摩尔比分别为1∶1、1∶1.5、1∶2)及在不同溅射功率(40和80W)条件下所制备Cu_2SnS_3薄膜的晶体结构、物相组成、化学组分、表面形貌和光学特性。结果表明:混合靶的SnS_2、Cu_2S最佳摩尔比为1∶1.5,利用该靶所制备薄膜均结晶;在溅射功率为80 W条件下,所制备薄膜结晶质量和择优取向度高,应变最小,Cu∶Sn∶S摩尔比为1.89∶1∶2.77,平均颗粒直径和平均粗糙度分别为332和0.742 nm,吸收系数达到10~4cm~(-1),禁带宽度为1.32 eV。制备了n-Si/p-CTS异质结器件,器件具有良好的整流特性和光电流响应特性。     

温度对Cu_2S薄膜结构及光学特性的影响

以CuCl_2·2H_2O和(NH_2)_2CS为前驱体,三乙醇胺为络合剂,利用化学浴沉积法于25℃到60℃务件下反应30min在玻璃衬底上沉积Cu_2S薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及紫外可见近红外分光光度计对样品的结构和光学特性进行研究。XRD结果显示所制备的薄膜为单斜晶相的Cu_2S,且沉积温度为40℃时所得薄膜结晶度最好。与Cu_2S本体相比,所制备的Cu_2S薄膜带隙出现不同程度的蓝移。结果表明,沉积温度对薄膜的结晶度、表面形貌以及光学性质有很大的影响。     

液-固-溶液法制备ZnSe:Fe纳米晶及其光学性能研究

采用液-固-溶液(LSS)法制备了ZnSe:Fe纳米晶,利用X射线粉末衍射(XRD)技术、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)谱、紫外-可见吸收(UV-vis)光谱以及傅里叶变换红外(FT-IR)光谱对所制备样品的结构和光学性质进行了表征,研究了掺杂Fe离子对ZnSe纳米晶光学性质的影响规律.实验结果表明所制备的...     

纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜的光学特性研究

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出纳米ZnO镶嵌SiO2非晶薄膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外-可见分光光度计研究了纳米Zn0镶嵌SiO2薄膜相比纯ZnO纳米薄膜结构的变化及镶嵌结构对其光学特性的影响.研究发现与纯ZnO纳米薄膜相比,纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜结构样品呈非晶结构,在紫外区光吸收系数以及光学带隙明显增大,光吸收以及光学带隙的变化与样品制备的衬底温度有关.研究结果表明,由于SiO2的特殊结构实现了对纳米ZnO的束缚,减少了ZnO纳米粒子的集聚,使得量子限制效应变得显著,导致复合膜光学带隙的明显增大以及吸收边的蓝移.     

TiO2/全氟磺酸树脂纳米杂化薄膜的制备

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/全氟磺酸树脂(Perfluorosulfonated Resin,简称PSR)纳米杂化薄膜,并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-vis)及热重分析(TGA)等技术较为全面地测试了杂化薄膜的形貌、晶型、结构、光学及热力学性能.结果表明,TiO2/PSR纳米杂化薄膜表面平整光滑,基本没有裂纹;杂化薄膜在经水热处理后,两相在纳米尺度均匀分散,TiO2粒径约为8～10nm,呈锐钛矿型;同时杂化薄膜具有良好的光学透明性和紫外吸收性能,且随着TiO2含量的增加,全氟磺酸树脂紫外吸收性能有显著提高.     

Cu_2O敏化ZnO纳米棒的制备及其对光电性质的影响

以透明导电玻璃(FTO)为基底,采用电化学沉积法制备了Cu_2O敏化的ZnO纳米棒阵列复合薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨电镜(HRTEM)、电化学工作站研究了不同Cu_2O沉积时间对复合薄膜的晶体结构、形貌、光电性质的影响。结果表明,电化学沉积的Cu_2O纳米晶可以与ZnO纳米棒形成异质结,提高ZnO纳米薄膜的光电转换效率,当Cu_2O的沉积时间为5min时,Cu_2O敏化ZnO纳米棒薄膜的光电转换效率最高。     

超声辅助合成CeF3纳米晶及其表征

用超声波辅助法制备了CeF3纳米晶.并用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外吸收(UV)光谱和荧光光谱(PL)对纳米晶的结构与性能进行了表征.结果表明:超声时间对所制备的CeF3纳米晶的形貌有很大的影响.随着超声时间的延长,所制备样品的形貌由"笼形"演变为规整的盘形.随着样品粒径的减小,纳米晶的紫外吸收峰和吸收带边发生明显的蓝移.纳米晶的荧光强度与纳米晶的结晶程度有关.     

Cu2ZnSnS4纳米颗粒及其薄膜的制备与表征

采用热注入法,在油胺(OLA)中合成出Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,并在玻璃衬底上制备了薄膜,研究了不同合成温度对纳米颗粒生成的影响.通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计对所得纳米晶材料的结构与成分、颗粒大小与形貌、光吸收谱进行了测试分析.研究结果表明:采用热注入法的最佳合成温度在260℃左右,该温度下生成的多晶CZTS纳米颗粒尺寸约10 nm,分散性良好,光学禁带宽度约1.5 eV.     

Cu_2ZnSnS_4纳米晶及其薄膜的制备

以乙酰丙酮铜(Cu(AcAc)2)、乙酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)、氯化亚锡(SnCl2·2H2O)、升华硫(S粉)和十二硫醇为原料,用热注射法合成了Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶。再将Cu2ZnSnS4纳米晶制成胶体墨水,用旋涂法制备出Cu2ZnSnS4薄膜。用X射线衍射(XRD)仪、拉曼光谱(RS)仪、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和紫外-可见光谱(UV-Vis)分光光度计对CZTS纳米晶及薄膜的晶体结构、微观形貌、化学组成及光学性能进行表征,研究了注射温度对纳米晶结构、形貌、晶粒大小以及化学组成的影响以及热处理时间对Cu2ZnSnS4薄膜结构、形貌、化学组成和光学性能的影响。结果表明,在注射温度为180℃时合成的CZTS纳米晶为锌黄锡矿结构,平均粒径为18 nm。在500℃热处理2 h所制备出的薄膜,在可见光范围内其吸收系数高达104cm-1,禁带宽度为1.45 eV。     

氟化物纳米晶的制备及生长机理分析

采用一种新的合成技术,在固熔的复合氢氧化物中,200℃、24h的生长条件下制备了立方相的CaF2、KCrF3纳米颗粒和六方相PbF2纳米片.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和UV-vis分光光度计对合成纳米晶的粒径、形貌和光学性质进行了表征.结果表明,使用复合氢氧化物固熔法合成的氟化物纳米晶体结晶良好且尺寸均匀,通过UV-vis吸收谱发现,所合成的氟化物纳米晶在紫外或深紫外区域具有强烈吸收.基于结晶学、结晶化学和现代溶液理论对氟化物纳米晶的生长机理进行了分析.     

SnO2纳米颗粒制备及其对溶胶-凝胶Sb:SnO2薄膜性能的影响

以Sn(OEt)2为起始原料,采用水热晶化法合成了分散性良好的金红石结构的SnO2纳米颗粒.采用X射线衍射对其进行了表征,表明SnO2纳米颗粒的结晶性良好,颗粒尺寸小于10nm.将合成的SnO2纳米颗粒均匀分散到Sb:SnO2镀膜液中,经陈化后制成镀膜溶胶,以溶胶-凝胶浸渍镀膜工艺制备纳米颗粒掺杂Sb:SnO2薄膜.分别采用范德堡(Van Der Pauw)法、UV/VIS分光光度计和FTIR中红外分析仪测量并分析膜层的导电性能、光学性能及结构特征,研究了导电纳米颗粒添加对Sb:SnO2薄膜电性能、光学性能和结构的影响.     

SnO2纳米颗粒制备及其对溶胶-凝胶Sb:SnO2薄膜性能的影响

以Sn(OEt)2为起始原料,采用水热晶化法合成了分散性良好的金红石结构的SnO2纳米颗粒.采用X射线衍射对其进行了表征,表明SnO2纳米颗粒的结晶性良好,颗粒尺寸小于10nm.将合成的SnO2纳米颗粒均匀分散到SbSnO2镀膜液中,经陈化后制成镀膜溶胶,以溶胶-凝胶浸渍镀膜工艺制备纳米颗粒掺杂SbSnO2薄膜.分别采用范德堡(Van Der Pauw)法、UV/VIS分光光度计和FTIR中红外分析仪测量并分析膜层的导电性能、光学性能及结构特征,研究了导电纳米颗粒添加对SbSnO2薄膜电性能、光学性能和结构的影响.     

铜掺杂纳米二氧化钛颗粒的相变研究

采用溶胶-凝胶法制备铜掺杂的纳米二氧化钛颗粒。应用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)技术对纳米二氧化钛颗粒的物相组成、平均晶粒尺寸、微观结构、化学态及光吸收性能进行表征。结果表明:Cu掺杂抑制TiO_2的相变,在650℃时Cu的氧化物CuO在TiO_2颗粒表面出现,掺杂的Cu离子以Cu^+的形式存在。掺杂Cu的TiO_2光吸收带边显著红移,随着Cu掺杂量的提高,样品光吸收度提高,随着温度的升高,样品紫外-可见光光谱吸收带边红移。     

超声辅助合成CeF3纳米晶及其表征

用超声波辅助法制备了CeF₃纳米晶.并用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、紫外吸收(UV)光谱和荧光光谱(PL)对纳米晶的结构与性能进行了表征.结果表明：超声时间对所制备的CeF₃纳米晶的形貌有很大的影响.随着超声时间的延长,所制备样品的形貌由“笼形”演变为规整的盘形.随着样品粒径的减小,纳米晶的紫外吸收峰和吸收带边发生明显的蓝移.纳米晶的荧光强度与纳米晶的结晶程度有关.     

直流反应磁控溅射制备单一相Cu_2O薄膜及光电性能研究

室温下,采用直流反应磁控溅射法制备透明导电氧化亚铜(Cu_2O)薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、四探针测试仪及拉曼光谱仪分别研究不同沉积时间下制备的Cu_2O薄膜的晶体结构、表面形貌、电阻率及表面增强拉曼散射特性。实验结果表明,沉积时间为3和6min时,获得单一相的透明导电Cu_2O薄膜;随着沉积时间的增加,薄膜由非晶态转变为(111)方向择优生长,薄膜致密且颗粒呈球状,其粗糙度的均方根(RMS)值增大,薄膜电阻率呈下降趋势;以罗丹明B(RhB)为探针分子,表征样品表面增强拉曼活性,通过对比不同样品表面RhB的拉曼光谱,其散射强度随薄膜表面粗糙度的增大而增强。     

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备及非线性光学性质研究

采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅(nc-Si/SiNx)复合薄膜.通过X射线能谱(EDS)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见吸收光谱(UV-vis)的测定,对薄膜进行了组分、键合状态、结构及光学带隙的表征.采用皮秒激光运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10-8esu和10-8m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性增强的原因归因于量子限域效应.     

退火处理对Y2O3薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射法以Y2O3陶瓷为靶材在单晶si(Ⅲ)和石英表面制备了Y2O3薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-VIS)光谱仪和傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪对真空退火前后Y2O3薄膜的结构和光学性质进行了分析研究.结构研究表明,在200℃条件下制备的Y2O3薄膜为非晶态,经600℃退火后出现单斜相,经800℃退火后薄膜完全转化为立方多晶,同时得到了不同晶面的晶粒尺寸;沉积态的Y2O3薄膜由球状颗粒排列组成,经800℃真空退火后薄膜为柱状晶.光学性质研究发现,真空退火后Y2O3薄膜的红外透过率显著下降;使用Tauc作图法得到不同结晶条件下的光学带隙,发现薄膜的光学带隙与结晶条件有关,并且退火后薄膜的光学带隙明显减小.     

Ni∶MgO纳米复合薄膜的结构及其光学性质研究

采用脉冲激光气相沉积技术,将Ni纳米颗粒嵌埋在MgO薄膜中,形成Ni∶MgO纳米复合薄膜(Ni NCs∶MgO)。分别采用高分辨X射线衍射技术和紫外-可见吸收光谱详细研究了薄膜的晶体结构及光学性质。HRXRD结果表明MgO薄膜和Ni纳米颗粒都沿着(200)方向生长;由于Ni纳米颗粒的嵌埋,导致MgO基质发生了晶格畸变,从而使得MgO基质的晶格常数发生改变;晶格畸变也导致MgO的衍射峰被展宽;Ni的含量与其颗粒尺寸随着沉积Ni的激光脉冲数的增加而增加。紫外-可见吸收光谱的分析结果表明在190～600nm波长范围内薄膜的吸收峰是Ni纳米颗粒的表面等离激元共振吸收峰;随着沉积Ni激光脉冲数的增加,单个吸收峰强度增强的同时还发生了红移;当沉积Ni的激光脉冲数从200增加到250时,吸收峰发生劈裂。     

SnS_2/BiOBr复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

结合水热法和沉淀法成功制备了核壳结构的SnS_2/BiOBr复合光催化剂。通过X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜、能谱和荧光光谱等手段对样品的物相组成、形貌和光吸收性质等进行表征,并在可见光下催化降解甲基橙作为探针来评价所合成样品的光催化活性。结果表明:SnS_2能有效提高BiOBr光催化性能,SnS_2/BiOBr在可见光下光照100min降解率达到77%,活性优于BiOBr或SnS_2。此外,SnS_2/BiOBr复合光催化剂稳定性高,重复使用性能良好。