遮阳可控性低辐射玻璃的制备及性能

本研究通过常压CVD法在玻璃基板上分别镀制单层SnO2∶Sb(ATO)薄膜和SnO_2∶F(FTO)/ATO复合薄膜,研究单层ATO薄膜和复合薄膜对玻璃光电性能的影响。结果表明:单层ATO薄膜和复合薄膜均为四方金红石型多晶SnO_2薄膜,且结晶性能良好,结晶度高。单层ATO薄膜可明显降低玻璃的透过率,改善玻璃的导电性和遮阳性。复合薄膜相对于单层ATO薄膜,导电性、遮阳性和辐射性能均有较大的提升,薄膜电阻率、遮阳系数和辐射率随着复合薄膜膜厚的增加而逐渐降低,薄膜晶粒增大。当复合薄膜厚度为821nm时,薄膜电阻率为4.9×10~(-4)Ω·cm,遮阳系数和辐射率分别为0.50和0.06,远红外反射率达到93.9%。     

超声喷雾法制备SnO_2∶Sb电热薄膜结构和电学性能

以SnCl_4·5H_2O和SbCl_3为原料,无水乙醇作溶剂,溶胶-凝胶法制备SnO_2∶Sb(ATO)薄膜的前驱体溶液,再用超声喷雾热解法制得薄膜,并用包括四探针测试仪及热功率测试设备等在内的方法对样品进行表征。结果表明:超声喷雾热解法可制备表面平整的ATO薄膜;Sb元素的掺杂并未改变SnO_2的晶体结构,且随着沉积温度的增加,薄膜的结晶度提高;当沉积温度为500℃,Sb掺量为1.5at.%,c(Sn)=0.8mol/L时方块电阻最小,为105Ω/?,施加220V电压最高加热温度达到213℃。     

直流溅射法制备SnO_2纳米薄膜及其表征

采用直流溅射法,以纯锡为靶材制备出了SnO_2纳米薄膜,并利用X射线衍射仪、透射电镜及台阶仪对纳米薄膜的物相结构及厚度进行了分析测试。结果表明:采用单晶硅作为衬底时可以制备出晶态的SnO_2纳米薄膜,该纳米薄膜由粒径几纳米到十几纳米的SnO_2小颗粒组成,而采用载玻片作为衬底时则制备出了非晶态的SnO_2纳米薄膜;通过控制溅射时间,可以得到一系列不同厚度的SnO_2纳米薄膜,直流溅射法制备SnO_2纳米薄膜的膜厚公式为d=0.29UIt(其中d为薄膜厚度,,1=0.1 nm;U为溅射电压,V;I为溅射电流,A;t为溅射时间,s)。     

Sb掺杂Sn_2S_3薄膜的制备及光学特性

真空蒸发制备Sb掺杂Sn2S3多晶薄膜(玻璃衬底),研究不同比例Sb掺杂对Sn2S3薄膜的结构、表面形貌、化学组分及光学特性的影响。实验给出5%掺Sb的薄膜经380℃热处理30min(氮气保护)得到正交晶系的Sn2S3∶Sb多晶薄膜,薄膜表面颗粒大小均匀,膜面致密有轻微颗粒聚集现象。薄膜体内Sn与S化学计量比为1∶1.49,掺Sb后为1∶0.543,薄膜中Sn、S、Sb分别以Sn2+、Sn4+、S2-、Sb5+存在。纯Sn2S3薄膜的光透过率在350~500nm波长范围内基本为零,随着波长增大,光透过率增加,其直接光学带隙为2.2eV,吸收边为564nm;掺Sb后薄膜的光透率明显降低,光学带隙为1.395eV比未掺杂时减小0.805eV,吸收边发生红移为889nm。     

射频反应磁控溅射制备低辐射薄膜

采用射频反应磁控溅射法制备了低辐射薄膜.对低辐射膜的薄膜结构的设计和测试结果表明：较合适的膜层结构是空气/二氧化钛/钛/银/二氧化钛/玻璃基片的多层结构.用扫描电镜分析了保护层钛层的作用,研究表明：银膜很容易氧化失效,失去反射红外紫外光作用,在表面镀覆钛保护层可以很好地保护银,避免银氧化,从而提高使用寿命.用分光光度计测试样品的透射率,当保护层钛层厚度为1 nm时,相应的膜系在可见光区（380 nm～780 nm）,最高透射率可达82.4%,平均透射率是75%;在近红外区（780 nm～2500 nm）的平均透射率为16.2%,可以满足建筑物幕墙玻璃等低辐射膜的要求.     

膜厚对AZO∶Si薄膜性能的影响

近年来,Si基ZnO∶Al透明导电薄膜界面处Si的渗透对薄膜性能的影响引起了人们的关注。本文采用射频磁控溅射法,在石英和Si衬底上沉积了不同厚度的Al、Si弱掺杂(1wt.%)的ZnO薄膜(AZO∶Si),系统研究了膜厚(等价于Si的渗透深度)对薄膜电学、光学性质的影响。结果显示,膜厚在几十nm时,薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于膜厚,在膜厚为19nm时,载流子浓度和迁移率接近最小,电阻率较大,且呈现p型导电特性。随着膜厚增加,载流子浓度和迁移率都变大,电阻率减小并趋于稳定,膜厚在396nm附近时电阻率最小是7×10-3Ωc#m,此时的载流子浓度和迁移率分别是1.54×1020cm-3和5.66cm2 V-1s-1。膜厚达300nm以上时,Si的影响已可忽略。结合薄膜的X射线衍射(XRD)图谱、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见光(UV-Vis)透射光谱探讨了膜厚(Si的渗透深度或过渡层厚度)对薄膜性能的影响及其相关机制。     

掺杂SnO2透明导电薄膜电学及光学性能研究

通过实验测量sol-gel工艺制备的Sb掺杂SnO2薄膜载流子浓度、迁移率、电阻率、膜厚、紫外－可见光区透射率，反射率等性质，详细研究了Sb掺杂SnO2薄膜电化学与光学性能，实验发现，薄膜具有良好的透光性和较高导电性，膜内载流子浓度高达10^20cm^-3，电阻率－10^-2Ω．cm， 透光率高达90％，SnO2膜禁带宽度Eg=3.7-3.80eV.     

多层复合Bi/Sb纳米薄膜的制备及热电性能研究

选取单晶硅作为隔热衬底,Bi和Sb材料作为靶材,采用磁控溅射技术溅射制备多层复合纳米薄膜。研究了当固定调制周期为40nm,Bi和Sb的调制比分别为1∶1、3∶2、4∶1和1∶4时,Bi/Sb超晶格复合薄膜的See-beck系数、电导率和功率因子在160～250K温度范围内随温度的变化。发现当调制比为1∶4时,Bi/Sb薄膜的功率因子明显高于其它3种情况。     

薄膜厚度对透明 PLT厚膜的介电及光学性质的影响

用溶胶-凝胶法在镀有氧化铟锡透明导电电极的玻璃基片上沉积钛酸镧铅薄膜，在相对较低温度580℃退火，得到了纯钙钛矿结构的透明PLT薄膜，薄膜厚度从580-1830nm．随着薄膜厚度的增加，PLT薄膜的晶粒变大、介电常数增大，而矫顽场减小．所有样品的透射率都在70％以上，最大达到90％左右．当薄膜厚度增加后，透射率降低，并且截止波长向长波方向移动．在633nm处，1830nm厚的PLT（掺镧8％）薄膜的折射率n和消光系数分别为2．39和0．009．     

TiO2薄膜超亲水特性的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜，研究了薄膜厚度、孔隙率、热处理温度、掺杂等因素对滞膜亲水性的影响，结果表明：当TiO2薄膜的厚度小于87.2nm时，随着膜厚的增加，接触角降低。当膜厚大于87.2nm时，接触角基本不变；孔隙率的增加，掺杂SnO2均有利于超亲水性的改善，热处理温度为450～662℃时薄膜亲水性最好。     

膜厚对四面体非晶碳膜机械性能的影响

采用过滤阴极真空电弧技术以相同的工艺条件在p(100)单晶硅衬底上制备了不同厚度的四面体非晶碳薄膜,并利用表面轮廓仪测试薄膜的厚度和应力,利用纳米压入仪测试薄膜的硬度、杨氏模量和临界刮擦载荷.试验表明,在一定的扫描波形条件下,薄膜大约以0.7 nm/s的沉积速率稳定生长.随着膜厚的增加,薄膜的应力持续降低,当膜厚超过30nm时,应力将低于5GPa;当膜厚超过300nm时,硬度和杨氏模量分别将近70GPa和750GPa,已经十分接近体金刚石的性能指标.另外,随着膜厚增加所产生的应力变化,也导致了可见光拉曼光谱非对称宽峰的峰位逐渐向低频偏移.     

β-BBO基ZrO2/SiO2倍频增透膜的结构和成分对光学性能的影响

利用Macload软件对四层ZrO2/SiO2膜系进行优化设计,以β-偏硼酸钡晶体(β-BaB2O4)为基底,采用电子束蒸发方法、离子束辅助沉积技术和真空退火处理,制备出ZrO2/SiO2非规整倍频增透膜,其在波长532 nm和1064 nm处反射率小于0.35%和透射率高于90%,与软件设计膜系得到的理论值相一致.研究结果表明薄膜的填隙密度越高,致密度越好,其光学性能也越好.     

Sol-gel旋涂法制备纳米TiO2薄膜及其双亲性能研究

采用溶胶-凝胶法,利用旋涂技术在玻璃表面制备了膜厚小于100nm的纳米TiO2薄膜,以去离子水和苯作为水和油模型,利用XRD、AFM系统研究了煅烧温度、粒径及膜厚对薄膜双亲性的影响.结果表明:煅烧温度强烈影响TiO2薄膜的双亲性,煅烧温度为550℃时双亲性最佳;减小粒径和增加膜厚都有利于TiO2薄膜双亲性的提高,当膜厚大于85nm后双亲性趋于稳定.     

TiO_2-Ag-Cr红外高反射膜系光学特性研究

本文介绍了红外反射膜系TiO_2-Ag-Cr的设计、光学特性计算和实验研究。当各层膜厚分别为72nm、12nm和10nm时,在波长大于900nm的红外区,透射率小于10%,而对可见光则平均透射率为50%,透射主峰在550nm。这种膜镀覆在窗玻璃表面上,室内有夏凉冬暖之感,镀覆于白炽灯泡玻壳表面上,有节能和提高光效的怍用。     

基体温度对磁控溅射沉积ZAO薄膜性能的影响

利用中频交流磁控溅射方法 ,采用氧化锌铝陶瓷靶材 [w(ZnO) =98%、w(Al2 O3 ) =2 % ]制备了ZAO(ZnO∶Al)薄膜 ,观察了基体温度对ZAO薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响 ,采用X射线衍射仪对薄膜的结构进行了分析 ,采用光学分度计和电阻测试仪测量了薄膜的光学、电学特性 ,采用霍尔测试仪测量了薄膜的载流子浓度和霍尔迁移率。结果表明 :沉积薄膜时的基体温度对薄膜的结构、结晶状况、可见光透射率以及导电性有较大的影响。当基体温度为 2 5 0℃ ,Ar分压为 0 8Pa时 ,薄膜的最低电阻率为 4 6× 10 -4Ω·cm ,方块电阻为 35Ω时 ,可见光 (λ =5 5 0nm)透射率高达 92 0 %。     

碱金属锑化合物膜层荧光特性测试与分析

叙述了Na2KSb(Cs)多碱光电阴极及其光致荧光的特点,测量了Na3Sb、K3Sb、Na＞2K＜1Sb和Na2KSb四种碱锑化合物膜层在785 nm波长激光激发条件下所发射荧光的峰值波长及所对应的峰值强度.Na3Sb、K3Sb、Na＞2K＜1Sb和Na2KSb四种碱锑化合物膜层荧光的峰值波长分别为876,877,886及899 nm.相比较而言,Na3Sb的荧光最弱,K3Sb的荧光次之,Na＞2K＜1Sb的荧光居中,Na2KSb的荧光最强.在Na2KSb膜层的生长过程中,当Na、K、Sb三种元素的化学计量比达到2∶1∶1时,其荧光最强,且峰值波长达到Na2KSb膜层的峰值波长;当Na2KSb膜层Na、K、Sb三种元素的化学计量比偏离2∶1∶1时,荧光峰值波长向短波方向移动,同时荧光减弱;当Na2KSb膜层在Na或K极度过量的条件下,膜层荧光的峰值波长接近Na3Sb或K3Sb的荧光峰值波长.因此在Na2KSb膜层的制作过程中,可以根据荧光的测量结果判断Na2KSb膜层Na、K、Sb三种元素的化学计量比是否达到2∶1∶1,从而可以指导制作工艺的改进,进一步提高多碱阴极的灵敏度.     

一种新的膜厚测试技术

在“Y”型光纤一个端面上垂直放置涂有透明薄膜的基片 ,入射光在光纤—薄膜层—空气的界面处两次反射 ,由于两束反射光之间存在光程差 ,所以反射光发生干涉。不需要测量干涉条纹 ,仅通过对反射光谱的分析计算 ,可以测出薄膜的厚度以及折射率的数值。在单晶硅基片上做非晶的PSiO2 膜的甩膜实验中使用该方法测试PSiO2 膜的厚度 ,实验证明 ,该方法测量精度高、速度快 ,对薄膜无破坏作用。用卤素白光和红光的准单色光( 60 0nm～ 860nm)作为光源 ,膜厚范围为 0 5到几十微米 ,测量误差小于 4 0nm。进行了实验验证 ,给出了对噪声的处理方法     

超薄Au膜的微结构及电学特性

用直流磁控溅射在室温Si基片和载玻片上制备了厚度为7.6～81.3nm超薄Au膜,用X射线衍射及数字电桥对薄膜的微结构和电学性质进行了测试分析.微结构分析表明:制备的超薄Au膜仍为面心立方多晶结构;在膜厚d＜46.3nm时,(111)晶粒平均晶粒尺寸随膜厚增加逐渐增大,当d＞46.3nm后,晶粒尺寸几乎保持不变,甚至有所减小;(220)晶粒的平均晶粒尺寸则总是随膜厚的增加而增大.薄膜晶格常数均比PDF标准值(0.4078nm)稍小,随膜厚增加,薄膜晶格常数由0.4045nm增大到0.4077nm.电阻率分析结果表明,随着膜厚的增加,薄膜的电阻率经历了岛状膜的极大-网状膜的急剧减小-连续膜的缓慢减小.膜厚d＞46.3nm后,由于薄膜中长出新的(111)小晶粒,电阻率略有增加.     

基于TiO_2/SiO_2材料的短波通滤光片的设计与制备

根据短波通滤光片的设计原理,采用二氧化钛和二氧化硅作为高折射率材料和低折射率材料,从理论上计算出用这两种材料设计的短波通滤光片所需要的周期数及主膜系,并用膜系设计软件对该膜系进行优化。依照改进的设计,采用电子束蒸发的方法制备出符合要求的短波通滤光片,并找到最佳制备工艺和方法。UV-3100分光光度计测量结果表明,在波长380-670nm处,平均透射率T90%;在波长690-800nm处截止,平均透射率T1%,镀制膜层的透射率曲线与理论曲线符合技术要求。     

离子束溅射沉积Co膜光学特性的尺寸效应研究

本文采用离子束溅射沉积了不同厚度的Co膜,利用Lambda-900分光光度计,对不同厚度的Co膜从波长为310nm到1300nm范围测量了薄膜的反射率和透射率.选定波长为310、350、400、430、550、632、800、1200nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随薄膜厚度变化的关系进行讨论.实验结果显示,Co膜的光学特性都有明显的尺寸效应.对在可见光范围内同一波长时的反射率和透射率随薄膜厚度变化关系的实验结果作于同一图上,发现反射率曲线与透射率曲线都有一个处在网状膜阶段的交点,这个交点对应的厚度作为特征厚度,该厚度可认为是金属薄膜生长从不连续膜进入连续膜的特征判据.