聚酰亚胺薄膜表面微纳米尺度下电荷特性的研究

利用静电力显微镜(electrostatic force microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面的电荷起因及特性进行研究.采用Dimension 3100型扫描探针显微镜的导电探针摩擦聚酰亚胺薄膜表面,在薄膜微纳米区域内产生电荷分布.通过静电力显微镜对微纳米区域产生的电荷进行表征,得出探针摩擦速度、探针电压对表面电荷的极性、密度、区域分布有很大的影响.同时也为微纳米尺度下探索聚合物绝缘材料表面电荷生成规律和机理提供了一个新的研究方法和途径.     

微纳米尺度下聚酰亚胺薄膜表面电荷生成规律研究

为进一步研究工业中对聚酰亚胺取向膜基板进行摩擦取向处理时,在取向膜上产生静电残留,影响液晶分子取向的均匀性的问题,文章利用Dimension3100型扫描探针显微镜(SPM)在聚酰亚胺表面摩擦产生了微纳米尺度的电荷,并对表面电荷的生成规律进行了研究。当SPM的导电探针在聚酰亚胺表面进行加工或摩擦操作时,会在探针与薄膜接触区域产生电荷,生成的电荷可以用静电力显微镜(EFM)进行观察。讨论了生成电荷的极性、数量、区域大小与摩擦过程中探针加工速度,所加电压大小、正负之间的关系,为在微观尺度探索聚酰亚胺表面电荷生成规律及生成机理提供了一种新的途径。     

PMMA薄膜nm尺度下表面电荷的制备和观察

利用扫描探针显微镜(SPM)的导电探针在PMMA薄膜表面μm/nm尺度下通过摩擦方式产生了电荷,并用静电力显微镜(EFM)对生成的电荷进行了观察。讨论了生成电荷的极性、数量、区域大小与摩擦过程中探针加工速度、所加电压大小及正负之间的关系:产生电荷的极性与摩擦过程中针尖所加电压的正负保持一致,且所加电压越大,产生电荷的区域和面积越大。但相同情况下,PMMA表面出现的正电荷区域和数量要多于负电荷;针尖带电摩擦时,摩擦速度越快,产生电荷的数量和区域也随之减小。为探索PMMA表面电荷生成规律及生成机理提供了一种新的途径。     

聚酰亚胺薄膜驻极体性能的湿敏效应

本文以杜邦公司的聚酰亚胺市售商品膜为样品，通过等温表面电位衰减测量及热激放电电流谱分析，讨论了环境湿度对聚酰亚胺薄膜驻极体电荷贮存寿命的影响，利用热脉冲技术研究了不同环境湿度下聚酰亚胺驻极体的沉积电荷平均电荷重心的移规律，研究结果指出：聚酰亚胺驻极体性能具有突出的温敏效应，其电荷贮存能力随环境相对湿度的上升而下降，注入电荷的平均浓度随注极时相对湿度提高而明显地向体内迁移。     

非接触式扫描离子电导显微镜技术在探测活体细胞表面微结构中的应用

扫描离子电导显微镜技术是在纳米尺度进行非导电的生物样品成像的一种新型扫描探针显微镜技术。通过成功制备扫描离子电导显微镜扫描探测用纳米尺度玻璃微探针,对其进行了功能性评估;而后通过绘制探针-样品接近曲线,阐述了扫描离子电导显微镜技术实现非接触高分辨率探测的工作原理;最后采用该显微镜技术对导电标准样品及活体肾上皮A6细胞进行了表面形貌扫描成像,并与A6细胞表面形貌的扫描电镜图像进行了对照。结果表明,扫描离子电导显微镜技术不仅可实现导电样品的扫描成像,而且适宜于在生理条件下、非接触式地研究活体细胞表面的三维形貌,从而为人们深入研究细胞表面微观结构与生理功能提供了全新的技术手段。     

扫描探针显微镜在石墨烯研究中的应用

石墨烯是近年来材料、电子和纳米科学中的热门研究课题之一。石墨烯独特的二维结构和原子尺度的平整性使其特别适合利用扫描探针显微镜进行深入研究。利用扫描探针显微镜可以对石墨烯样品的表面的电学、力学和光学等性质进行细致的表征;同时,还可以对石墨烯进行精细的纳米尺度微加工。本文以各种扫描探针显微镜为基础,综述了扫描探针显微镜在石墨烯研究中起到的重要的表征和加工作用。同时,还详细介绍了石墨烯表面研究中的最新进展,并对扫描探针显微镜在石墨烯研究中所具有的潜力进行了探讨。     

激光感应聚酰亚胺薄膜表面电镀金属的研究

本文介绍了用电镀的方法提高激光感应聚酰亚胺薄膜电导率的实验结果。实验证实,激光感应聚酰亚胺薄膜表面产生的物理和化学变化对金属镀膜的形成和镀层与衬底的结合性有积极的影响。文中讨论了在整个过程中一些电镀条件,如电流密度等对金属镀层的均匀性、晶粒的大小等性质所起的作用。实验证明电流密度越小,镀层越均匀,晶粒也越小。该实验将激光技术与电镀这一传统工艺相结合,从而提高了有机复合薄膜的电导率。这一结果有可能在     

硅纳米晶的制备和电荷储存特性

在Si/SiO2/Si衬底上通过真空热处理生长了硅纳米晶,利用原子力显微镜对硅纳米晶注入电荷,在静电力模式下研究了硅纳米晶的充放电特性.实验结果表明,硅纳米颗粒充电后电荷可以保存10h以上,同时可以在几秒内快速放电.电荷储存于纳米颗粒内部和表面,不会向外扩散.     

硅纳米晶的制备和电荷储存特性

在Si/SiO2/Si衬底上通过真空热处理生长了硅纳米晶,利用原子力显微镜对硅纳米晶注入电荷,在静电力模式下研究了硅纳米晶的充放电特性．实验结果表明,硅纳米颗粒充电后电荷可以保存10h以上,同时可以在几秒内快速放电．电荷储存于纳米颗粒内部和表面,不会向外扩散．     

纳米硅薄膜表面形貌分形特征的STM研究

利用扫描隧道显微镜（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＳＴＭ）对纳米硅薄膜在纳米尺度上的表面微观形貌进行了研究，结合分形理论，计算出样品表面形貌的分形维数Ｄ，从而得出Ｄ与有关样品微结构参数之间的关系．ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以很好地研究薄膜材料表面形貌的分形特征．纳米硅薄膜的表面在纳米尺度上的微观形貌呈现出分形特征．     

扫描静电力显微镜及其电荷捕获/释放技术

介绍扫描静电力显微测量及其用实现电荷捕获释放的技术现状，发展动向，以及关键技术的一些最新成果，前者已被广泛应用于测量半导体表面电荷密度分布，表面电势以及铁电材料铁电体结构的研究中，后者可望用于研制速度和存贮容量都比现在提高成千上万倍的量子器件。最后，本文探讨了基于微晶振的静电力显微测量的关键技术及其解决方案。     

(Pb0.76Ca0.24)TiO3薄膜电畴反转行为的压电力显微镜研究

用溶胶-凝胶法在（Pt／Ti／SiO2/Si）衬底制备了（Pb0.76Ca0.24）TiO3（PCT）薄膜。利用扫描力显微镜（SFM）的压电响应模式（PFM）观测了PCT薄膜的纳米尺度畴结构。畴结构和晶粒尺寸相关,尺寸在100nm左右的晶粒表现为单畴,尺寸较大的晶粒表现为多畴。利用压电力显微镜研究了PCT薄膜中电畴的极化反转行为。通过SFM探针对畴施加一系列直流偏压极化,在每次极化后,利用压电响应模式扫描进行压电力成像,获得了与极化电压相关的畴反转信息。用探针施加电压对薄膜极化后,在不同的时间进行压电力成像,研究了电畴的退极化行为。     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的PLD制备和表征

在电化学阳极氧化法制备的多孔硅（porous silicon,PS）衬底上用脉冲激光沉积法（pulsed laser deposition,PLD）在250℃和350℃下生长ZnS薄膜。XRD图样显示,制备的ZnS薄膜沿β—ZnS（111）方向择优生长,较高的生长温度下,衍射峰强度较大。SEM结果表明,250℃生长的Z...     

Effect of Gold on the Corrosion Behavior of an Electroless Nickel/Immersion Gold Surface Finish

The performance of surface finishes as a function of the pH of the utilized plating solution was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests in 3.5 wt.% NaCl solution. In addition, the surface finishes were examined by x-ray diffraction (XRD), and the contact angle of the liquid/solid interface was recorded. NiP films on copper substrates with gold coatings exhibited their highest coating performance at pH 5. This was attributed to the films having the highest protective efficiency and charge transfer resistance, lowest porosity value, and highest contact angle among those examined as a result of the strongly preferred Au(111) orientation and the improved surface wettability.     

碳纳米管薄膜的电泳沉积及其场发射性能研究

利用电泳沉积法在铝片上制备了碳纳米管薄膜冷阴极。通过扫描电镜、Raman光谱观察分析了表面形貌和结构,并对场发射性能进行了测试。经过研磨处理的碳纳米管薄膜样品,开启电场为2V／μm,当电场强度为4V／μm时电流密度达到2600μA／cm^2,发光点密度大于10^4／cm^2。     

High resolution electrical characterisation of organic photovoltaic blends

In this work, electrostatic force microscopy (EFM) and conductive atomic force microscopy (C-AFM) are applied to perform high-resolution electrical characterisation of organic photovoltaic films. These films are composed of the C₆₀-derivative PCBM blended with hole conductive conjugated polymers PPV derivatives or P3HT. It is demonstrated that both EFM and C-AFM are able to electrically evidence phase separation in the blends, suggesting in addition higher density of carriers along interfaces. Correlation between the EFM contrast and the photovoltaic properties of the blends was observed. Local spectroscopy (I-V curves) completes the C-AFM investigations, analysing charge transport mechanisms in the P3HT:PCBM blend. Significant modifications of the local electrical properties of P3HT are shown to occur upon blending. Space charge limited current is evidenced in the blend and a hole mobility of 1.7 × 10⁻² cm² V⁻¹ s⁻¹ is determined for P3HT.     

In-plane conduction characterisation and charge transport model of DMSO co-doped,inkjet printed Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): Polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)

The technologically important inkjet printed poly(3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) films, at different extents of co-doping with dimethyl sulfoxide DMSO, have been studied in terms of in-plane charge transport and electric field force microscopy (EFM). Similarly to past studies of spin coated PEDOT:PSS films, room temperature conductivity is enhanced by a factor of 10³ to 130 S cm⁻¹ on the addition of 5% DMSO, Hall probe analysis demonstrated a decrease in contact resistance from 10⁶ Ω to 10⁴ Ω whilst variable-temperature conductivity analysis shows an increase in the VRH exponent from 0.25 to 0.5 signifying a charge transport evolution from Mott Variable Range Hopping in 3-dimensions to a pseudo 1-dimensional Variable Range Hopping. In addition, electric field force microscopy (EFM) showed a corresponding threefold increase in PEDOT grain size. Further analysis was conducted to determine the hopping length and the ratio of the hopping length versus localization length in the electron transport model.     

溅射沉积AlN薄膜结构与基片种类的关系

采用高真空直流磁控反应溅射成功地在５种基片上制备出多晶择优取向的ＡＩＮ薄膜。结果表明,５种基片均可生长（１００）面掺优取向的ＡＩＮ薄膜,并且具有良好的纵向组成均匀性,表面粗造度小,晶粒均匀致密。在金属电极和Ｓｉ片上沉积的ＡＩＮ薄膜结晶度、取向性、衍射强度差别较小,两者的结构均优于在盖玻片上的沉积的ＡＩＮ薄膜。     

Lateral Phase Separation Gradients in Spin‐Coated Thin Films of High‐Performance Polymer:Fullerene Photovoltaic Blends

In this study, it is demonstrated that a finer nanostructure produced under a rapid rate of solvent removal significantly improves charge separation in a high‐performance polymer:fullerene bulk‐heterojunction blend. During spin‐coating, variations in solvent evaporation rate give rise to lateral phase separation gradients with the degree of coarseness decreasing away from the center of rotation. As a result, across spin‐coated thin films the photocurrent at the first interference maximum varies as much as 25%, which is much larger than any optical effect. This is investigated by combining information on the surface morphology of the active layer imaged by atomic force microscopy, the 3D nanostructure imaged by electron tomography, film formation during the spin coating process imaged by optical interference and photocurrent generation distribution in devices imaged by a scanning light pulse technique. The observation that the nanostructure of organic photovoltaic blends can strongly vary across spin‐coated thin films will aid the design of solvent mixtures suitable for high molecular‐weight polymers and of coating techniques amenable to large area processing.