ZrO_2纳米粒子薄膜阻变特性研究

用水热法制备了ZrO_2纳米粒子,结构通过XRD表征,利用GaIn上电极对旋涂于ITO基底上薄膜进行伏安特性测试。结果表明,ZrO_2纳米粒子为微晶单斜相,随水热温度增加,结晶度增强。器件具有双极阻变特性,开关比随水热温度增加而减小,阈值电压则近乎线性增加。样品低阻态输运为欧姆特性,而高阻态符合空间电荷限制导电机制,阻变机理为氧空位导电细丝的形成与断裂。     

焙烧温度对NiO薄膜阻变特性的影响

利用水热法制备了NiO纳米粒子,基于GaIn/NiO/ITO器件结构,研究了焙烧温度对NiO纳米粒子薄膜阻变特性的影响。XRD分析发现,随焙烧温度由400至900℃,NiO纳米粒子结晶性提高,逐渐显立方相,粒子分散性变好。电学测试表明,NiO纳米粒子薄膜具有可重复双极阻变特性,开电压约-1.3 V较稳定。随焙烧温度提高,器件开关比由1407急剧降至11左右,原因是纳米粒子结晶后,其晶界势垒减小,载流子迁移率增大,致开关性变差。伏安特性曲线分析发现,纳米粒子薄膜低阻态荷电输运为欧姆特性,高阻态符合肖特基发射,判断阻变机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂。     

基于射频磁控溅射法制备ZnO薄膜研究

研究射频磁控溅射法制备ZnO薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究溅射功率、溅射时间和退火温度对薄膜微结构特性的影响,并分析ZnO薄膜阻变特性。实验结果表明,沉积态薄膜择优取向为〈002〉晶向,随溅射功率和退火温度增加,择优取向显著增强,溅射功率120 W时薄膜生长速率可达4.8 nm/min,薄膜厚度92 nm的ZnO薄膜具有阻变特性且开关比可达104。     

真空喷涂高分子包埋TiO_2纳米粒子薄膜阻变特性

真空喷涂制备了PFBT包埋Ti O2纳米粒子(NPs)高分子复合薄膜,利用Ga In/PFBT+Ti O2NPs/ITO器件结构对薄膜进行了伏安特性测试,研究分子与NPs质量比对其电学输运特性的影响。结果表明:器件均具有双极阻变开关特性,质量比对其电学特性影响不明显。分析发现薄膜高低阻态输运均为欧姆特性,阻变机理为电荷的捕获和释放,结合第一性原理计算验证,表明引入NPs后薄膜陷阱变浅导致其开关比较小。     

铋掺杂对SrTiO3薄膜微观结构及阻变行为的影响

采用溶胶-凝胶及快速退火工艺在p+-Si上制备了Bi掺杂SrTiO_3薄膜,构建了Ag/Sr_(1-x)Bi_xTiO_3/p+-Si结构阻变器件,研究了Bi掺杂量对薄膜微观结构、器件阻变行为及特性的影响。结果表明:Bi掺杂量较低时并未改变Sr_(1-x)Bi_xTiO_3薄膜的相结构,但随着掺杂比例的增大,晶粒尺寸也明显增大,当掺杂量x=0.16时,有Bi4SrTi4O15及TiO2相形成;不同Bi掺杂量的Ag/Sr_(1-x)Bi_xTiO_3/p+-Si器件均呈现出双极性阻变特性,且有明显的多级阻变行为。随Bi掺杂量的增加,器件的阻变性能逐步提高,当x=0.12时器件的高、低阻态电阻比值最大,达到105左右,并且在2 000次可逆循环测试下,高、低阻态电阻比未出现衰减,表现出良好的抗疲劳特性,但当掺杂量x达到或超过0.16后,器件的性能呈下降趋势。Bi掺杂量的增大会导致器件高阻态时的导电机制从空间电荷效应(SCLC)导电机制(x0.16)转变为肖特基势垒发射(x=0.16)。器件在低阻态下均遵循欧姆导电机制。     

La2CuO4+δ在不同氧分压下加热过程中的脱氧-回吸与奇异ρ-T特性

研究了La2CuO4 δ在空气、氧气和极低氧压下的ρ-T特性。发现La2CuO4 δ在空气和氧气中加热过程中存在一个由电阻率温度升高而增大变为随温度升高而降低的变点，转变点的温度随氧分压的增高而降低，而随加热速度的增大而升高。在密封、极低氧压下的Po2-T和ρ-T的同步测量结果表明，La2CuO4 δ在加热过程存在一个由脱氧到回吸氧的转变点，该转变点与ρ-T曲线的转变点对应。     

(1-x)La2/3Ca 1/3 MnO 3/xSb2O 5复合体系的电子输运和磁电阻行为

用两步法制备了（1-x）La2／3Ca1／3MnO3／xSb2O5复合样品．零场下电阻温度关系测量表明，对x〈3％范围。随Sb2O5含量增加，复合样品电阻率增大，绝缘体一金属转变温度降低；而对x〉3％范围，随Sb2O5含量增加。复合样品电阻率减小，绝缘体一金属转变温度提高．磁电阻测量表明，少量Sb2O5同La,2／3C＆1／3MnO3复合，可明显增强磁电阻效应．     

RuO2/CuO复合电极材料的制备及其性能研究

分别采用溶胶-凝胶法和低热固相反应法制备无定型水合RuO2和CuO粉末,进而制备了不同含量的RuO2/CuO复合电极,用扫描电镜对复合电极的形貌进行表征,并对复合电极进行循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等电化学性能测试,结果表明:RuO2/CuO复合有助于获得较细颗粒和改善RuO2的阻抗特性。当CuO的含量为30%(质量分数)时,在38%的H2SO4溶液中,扫描速度为5mV/s时,复合电极的比电容为513F/g,内阻为0.361Ω,且在经过400次充放电后,比容量仍保持91.4%,可作为较理想的超级电容器电极材料。     

RuO2/CuO复合电极材料的制备及其性能研究

分别采用溶胶-凝胶法和低热固相反应法制备无定型水合RuO2和CuO粉末,进而制备了不同含量的RuO2/CuO复合电极,用扫描电镜对复合电极的形貌进行表征,并对复合电极进行循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等电化学性能测试,结果表明,RuO2/CuO复合有助于获得较细颗粒和改善RuO2的阻抗特性。当CuO的含量为30%(质量分数)时,在38%的H2SO4溶液中,扫描速度为5mV/s时,复合电极的比电容为513F/g,内阻为0.361Ω,且在经过400次充放电后,比容量仍保持91.4%,可作为较理想的超级电容器电极材料。     

Hf/HfO_2基双极阻变存储器研究

本文制备了纳米级的Hf/Hf O2基阻变存储器,阻变存储器上电极金属和下电极金属交叉,形成交叉点型的金属-氧化物-金属结构。系统地对其电学特性进行表征,包括forming过程、SET过程和RESET过程。详细研究了该阻变存储器SET电压与RESET电压,高阻态阻值与低阻态阻值间的关联性。该阻变存储器的电学参数与SET过程的电流限制值强相关,因此需要折中优化。利用量子点接触模型对Hf/Hf O2基阻变存储器的开关物理机制进行了分析。     

影响内氧化生成Al2O3/Cu表面复合层厚度及组织的因素

采用真空条件,用CuO作氧化剂,在一定的温度下使Cu-Al合金内氧化,获得Al₂O₃/Cu表面复合材料。金相分析发现,在较低温度下内氧化,表面复合层中Al₂O₃颗粒晶界处多于晶内;在较高温度下内氧化,复合层中Al₂O₃颗粒呈弥散状分布;表面复合层厚度随Al含量的增加而减薄,显微硬度随Al含量的增加而升高。      

稻壳SiO_2/环氧树脂纳米复合材料的热性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%,比表面积为212g/cm2的SiO2,经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50nm。将改性后的稻壳SiO2与EP复合,对SiO2/EP纳米复合材料的热膨胀过程进行了详细的研究。结果表明:稻壳SiO2的加入,能有效降低SiO2/EP纳米复合材料的热分解性能,其降低量随稻壳SiO2含量增加而增加。纳米复合材料在玻璃态(30℃≤T≤140℃)以及在大于180℃的橡胶态,热膨胀系数随温度变化不大,而在玻璃态与橡胶态的过渡区,材料随温度升高出现收缩。进一步研究发现材料的热循环次数对纳米复合材料的热收缩现象影响较大,热循环次数的增加能消除降低材料在升温过程的中的收缩现象,并有效降低材料的热膨胀系数。     

V2O5掺杂对TiO2纳米复合薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶技术,以钛酸丁酯Ti(OC4H9)4、V2O5粉末为原材料制备了纳米结构的TiO2-V2O5复合薄膜.使用XRD、AFM、UV-VIS-NIR分光光度计等方法研究了V2O5对TiO2纳米复合薄膜性能的影响.实验结果表明:V2O5掺杂使复合薄膜表面颗粒尺寸增加,但仍具有纳米孔洞结构;随V2O5含量的增加,TiO2晶相由锐钛矿向金红石的转变率大大提高,使金红石完全转变温度降低了200℃左右;复合薄膜在紫外区域的吸收显著增强,吸收边缘发生了红移.复合薄膜定域态宽度随V2O5含量的增加而增加;光学带隙随V2O5的含量增加而减小.     

BaSO_4/纤维素复合纤维的结构与性能

采用Lyocell工艺制备了BaSO4/纤维素复合纤维,并分析了硫酸钡(BaSO4)含量对复合纤维的结构与性能的影响。扫描电镜结果表明,随着BaSO4含量的增加,复合纤维表面逐渐变得粗糙,容易形成空洞和缺陷。从X射线衍射结果中可以发现,纤维的结晶度随BaSO4含量的增加而降低。当BaSO4含量小于10%(质量分数,下同)时,复合纤维的断裂强度和初始模量随BaSO4含量的增加略有上升,此后,随BaSO4含量的增加,复合纤维的断裂强度和初始模量均不断下降,断裂伸长率减小。当BaSO4含量达到50%时,复合纤维具有很好的显影效果。     

磷酸三钙/海藻酸钙复合平板膜的制备及其力学性能

本文提供了一种制备磷酸三钙/海藻酸钙（TCP/CA）复合平板膜的方法,以提高CA水凝胶的强度,并使其力学性能容易测试。在水溶液中将TCP与海藻酸钠复合,制备了TCP/CA复合平板膜,采用红外光谱和扫描电子显微镜对其进行表征,研究了不同TCP含量的TCP/CA复合平板膜的溶胀性能与复合平板膜在湿态和干态下的力学性能。结果表明：随着TCP含量的增加,TCP/CA复合平板膜在生理盐水中的溶胀率逐渐降低;TCP/CA复合平板膜在干态和湿态下的极限应力值均随着TCP含量的增加呈现先增加后减小的趋势;干态下的极限应力、模量和断裂能要明显大于湿态下的。该TCP/CA复合平板膜制备方法简单、厚度可控、易批量生产,在控制释放和组织工程领域有潜在的应用前景。     

La0.5Ba0.5CoO3中的Pr掺杂效应

用固相反应法制备了La0.5-xPrxBa0.5CoO3系列化合物，系统研究了Pr不同含量时材料的磁性和电输运特性，结果表明：Pr掺杂没有改变Co的3d电子的巡游特性。随Pr掺杂量增加，材料的分子磁矩单调下降，其原因是当Pr逐渐取代La时，Co离子的3d电子逐渐由中间自旋态向低自放态转变。随Pr含量增加，材料的居里温度逐渐下降，这是由于稀土离子的尺寸效应，电阻测量表明：在所研究的温度范围内，居里温度以下，所有掺Pr材料的导电机制为热扩散型。居里点以上，导电机制为变程跳跃导电。     

碳纳米管含量对纳米复合材料相变特性的影响

以多壁碳纳米管(CNTs)为填料,采用两步法制备了不同质量分数(0.1%~1.0%)的CNTs/石蜡复合相变材料,并对其相变特性进行了实验研究。研究表明,复合材料的相变温度几乎保持不变,但其相变潜热随碳纳米管含量的增加呈降低趋势,熔化时间和凝固时间随碳纳米管含量的增加逐渐缩短,在CNTs质量分数为1.0%时,复合相变潜热值下降了6.3%。熔化时间和凝固时间分别缩短了31.0%和25.5%。复合材料的固、液态导热系数随碳纳米管含量的增加而大幅度提高,在25℃,CNTs质量分数为0.5%时的复合相变材料的导热系数提高了13.2%,体现了良好的强化导热效果。此外,碳纳米管含量较小时,复合相变材料的粘度基本不受碳纳米管加入的影响。碳纳米管质量分数为0.5%和1.0%的复合相变材料的粘度比纯石蜡的粘度提高了1.0%和1.5%,说明碳纳米管含量是影响复合相变材料粘度的一个主要因素,进而影响复合材料的相变特性。     

TiO_2薄膜元件阻变机理的模拟研究

基于密度泛函理论采用第一性原理对Ti8O16、Ti8O15和Ti8O14三种晶体结构进行电子结构的模拟计算。通过模拟结果的分析推断氧空位的作用:氧空位含量较少时,起捕获电子的作用;氧空位含量较多时,起构成导电细丝的作用;可得出Ti O2阻变机理受导电细丝理论和空间电流限制电荷效应控制的推论。参考模拟计算的结果,通过选择不同的反应磁控溅射镀膜工艺,控制薄膜钛氧比进而改变氧空位含量,可获得低阻态受氧空位导电细丝控制的阻变介质层。采用反应磁控溅射法制备以Ti O2薄膜为阻变层的阻变元件并研究其阻变机理,需要大量的实验以优化镀膜工艺参数,而采用计算模拟的方法探讨阻变机理则可以节约材料和时间成本。     

CuO/KCu7S4复合纳米材料的制备及其超级电容器性能

采用接替离子层吸附反应(SILAR)沉积法成功地在KCu₇S₄微米线上沉积CuO纳米片得到CuO/KCu₇S₄复合纳米材料,并应用于超级电容器的电极。通过对该纳米复合材料表征表明,随沉积次数增加,CuO的含量增加,该CuO为片状结构,均匀地分布于KCu₇S₄微米线上。在1A/g的电流密度下,沉积次数分别为0、20、40和60的样品比电容分别为10.04、25.52、30.84和40.92F/g。CuO/KCu₇S₄-60在0.7A/g的电流密度下比电容为47.6F/g,并且在5A/g的电流密度下进行1000次的循环充/放电测试后比电容增加到初始电容的117.29%。     

MWNTs/PU复合微/纳米纤维的形态及力学性能

应用静电纺丝技术制备多壁碳纳米管/聚氨酯(MWNTs/PU)复合微/纳米纤维 , 将该复合纤维收集成无纺布薄膜 , 采用扫描电子显微镜 (SEM)和透射电子显微镜 (TEM)观察了纤维的微观形貌和结构 , 分别利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)测试了复合纤维的结晶行为及玻璃态转变温度 , 并测试了纤维薄膜的拉伸力学性能随 MWNTs含量的变化关系。结果表明 , 一定含量的 MWNTs能有效地分散于 PU 溶液中 , 并能成功地纺出 MWNTs/PU 复合微/纳米纤维。随 MWNTs在 PU 纤维中含量的增加 , 纤维的直径变细 , 复合纤维的玻璃态转变温度提高。在所研究的含量范围内 , 无纺布的拉伸强度和断裂伸长率随 MWNTs 含量的增加而有所增大。